Пайка алюминия в домашних условиях – простое и безопасное занятие

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com (подробнее ») 30 июля 2019, 10:00 | Обзор | Инструменты

Всем привет! Многие знают, что алюминий паяют в основном в аргоновой среде специальным сварочным аппаратом, но есть еще вариант для работы с газовой горелкой, да даже турбозажигалкой в небольших масштабах можно пользоваться.

 Вообще это не первое мое знакомство с данной проволокой, но опыт покупок не очень хороший, так что поделюсь не только результатом тестирования, но и проверенными местами для покупки, чтобы не получить образец №2, но начнем по порядку.

Содержание

Характеристики

Диаметр: 2,0 мм Длина: 500 мм Мягкий припой ISO 3677: ~B-Zn98Al 381-400 Примерный состав (вес %): 2,4 Al – остальное Zn Температура плавления ºС: 360 Прочность на разрыв (МПа): До 100 (Al) Плотность (г/cм3): 7,0

Распаковка и внешний вид

Последним и самым выгодным приобретением был образец №3 из banggood.

Пришел в небольшом сером пакете

Пруток дополнительно упакован в прозрачный зип-пакет.

5 метров обошлись мне в $8 с поинтами, то есть $1.6 за метр —

В центре виден белый порошковый флюс, пруток в меру жесткий, выглядит как алюминий без окисления

Сравнение

Первым был куплен крайний левый образец №1 в али. Он абсолютно идентичен по свойствам с образцом №3, но 3 метра обошлись мне в $12, то есть $4 за метр, что почти втрое дороже.

В центре образец №2. Он стоит $5 за 3 метра или $1.7 за метр, как и образец №3

Но как только берешь пакет в руку, понимаешь, что это ПОС с не очень густым флюсом внутри.

Еще два образца по $8 за 3 метра так и не были доставлены, вероятно их даже не отправили.

Тестирование

 Алюминий со временем покрывается оксидной пленкой, из-за которой поверхность становится матовой, так вот, перед спаиванием поверхности обязательно нужно зачищать до блеска, иначе припой просто будет шариками скатываться по поверхности независимо от степени ее нагрева. Образец №1

 Вообще правильно нагреть деталь до температуры около 400 градусов, а затем просто водить прутком, который будет плавиться и заполнять собой щели, но у меня мало опыта, поэтому чтобы не перегреть поверхность, я периодически вношу пруток в пламя горелки. Если температура низкая, припой скатится по поверхности шариком, если достаточная — залудит ее.

 Проверка на излом показывает хороший результат — разрыв происходит не по шву

Образец №2. Плавится очень хорошо, выделяет много дыма, воняет горелым «аспирином». К алюминию липнет, но если перегреть, довольно быстро выгорает.

Работать неудобно из-за вони и необходимости контролировать температуру.

Образец №3. Решил спаять трубки внешними стенками

Пробуем разорвать шов. После того как трубка выскочила из тисков, я зажал ее выше, выведя из фокуса и заметил это только на стадии создания гифок

Но есть фото результата на котором видно, что шов не пострадал.

Ну и напоследок срастим алюминиевую трубку с куском «дюральки»

 Тест на разрыв так же прошел успешно

Итоги

Занятная проволока — алюминий паяет отлично, заполняя собой даже мелкие щели, главное чтобы стыки не были загрязнены.  К меди тоже липнет хорошо, но опытные люди говорят, что для работы с ней лучше использовать другие сплавы, хотя для экстренного полевого ремонта вполне сгодится и этот пруток.

Температура плавления алюминия около 660ºС, казалось бы, можно использовать прутки и на 450-500 градусов, но можно столкнуться с двумя проблемами: 1. Массивную деталь до 500 градусов нужно еще чем-то прогреть 2. Можно перегреть место пайки и испортить деталь

Самым оптимальным мне показался образец №3. Соответствует заявленным характеристикам и стоит дешевле остальных минимум вдвое. Так же на выбор есть лоты разной длины: 1 метр — $2.89 2 метра — $4.39 3 метра — $6.39 5 метров — $9.89

Точная информация

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

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

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

Выбор температуры

Нужно уметь правильно обращаться с паяльником. В первую очередь, требуется научиться определять, достаточно ли разогрето место для пайки. Если для работы используется обычный паяльник, то в таком случае ориентироваться необходимо по поведению флюса или канифоли. Если эти компоненты кипят и выделяют пар, то это свидетельствует о достаточном уровне нагрева.

Как только место для пайки будет должным образом прогрето, можно добавлять припой, который наносится как в жидком, так и твердом виде. Чтобы соединение было качественным, необходимо пристально выдерживать температуру и выполнять все действия аккуратно. Не рекомендуется перегревать, а также использовать большое количество припоя.

Читайте также:  Гудит счетчик – Всё выключаю, а счётчик мотает и гудит. Что с этим нужно делать? — Счетчики и учет электроэнергии — Свет — Вопрос-ответ

Способы пайки алюминия

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

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

Пайка алюминия сплавами

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

Пайка алюминия сплавами.

Пайка алюминия с помощью специальных флюсов

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

Химический состав типичных мягких припоев для пайки алюминия.

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

Будет интересно➡ Как правильно залудить жало паяльника

Другие способы пайки алюминия

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

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

Способы пайки алюминия.

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

Материал в тему: что такое электрическая цепь.

Зачем нужен флюс

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

Читайте также:  Ремонт драйвера светодиодного прожектора своими руками

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

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

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

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

Пайка алюминия флюсом.

Выбор припоя

Будет интересно➡ Как правильно залудить жало паяльника

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

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

Это интересно! Все о полупроводниковых диодах.

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

Выбор припоя для алюминия.

Подготовка к работе

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

Читайте также:  Какие диоды стоят в диодном мосту генератора

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

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

Как паять алюминий в домашних условиях.

Пайка

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

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

Будет интересно➡ Как правильно залудить жало паяльника

Преимущества

• Пайка оловом алюминия обходится относительно недорого, так как себестоимость припоя является низкой;
• Материал является универсальным и подходит для работы, как с толстыми, так и тонкими заготовками;
• Припой отлично плавится при температурном воздействии и хорошо растекается по поверхности, образуя качественное соединение, проникая во все мелкие трещины и выемки;
• Благодаря низкой температуре плавления процесс проходит относительно быстро;
• Материал всегда доступен в продаже и нет проблем с его поиском и подбором.

Способы лужения

При хорошем флюсе процесс залуживания и пайки не составляет проблем. Другое дело если под рукой нет такового, здесь процесс становится более трудоемким. Самое главное в процессе залуживания не допустить контакт зачищаемой поверхности с кислородом. Поэтому зачищаемую поверхность густо смазывают или заливают флюсом, а при необходимости можно и немного подогреть. Можно и просто если изделие небольшое, например провода, зачищать их прямо в растворе, налив его во что-нибудь.

К способу как паять алюминий паяльником с раствором канифоли, делал примерно так. Предварительно очищал поверхность, смазывал раствором и посыпал медными или железными опилками. Затем надавливая жалом паяльника (чем сильнее тем лучше) и сдирая окисел, залуживал обычным припоем.

Иногда при необходимости спаять два провода алюминиевый к примеру и медный, пользовался таким способом. Скручивал два конца провода и сваривал их разрядом тока с помощью графитового сердечника от батарейки. Для такой «сварки» использовал трансформатор 6-12 вольт с током от 3 ампер. Один конец провода от трансформатора подсоединяем к скрутке, а ко второму прикручиваем стержень батарейки (можно использовать щетку от двигателя). При касании возникает дуга и концы спаиваются в шарик. Так что паять алюминий в домашних условиях вполне возможно и не такая это уж сложная задача.

Пайка алюминиевой трубки с медной.

Последовательность работ

Пайка алюминиевых проводов между собой должна выполняться в строгой последовательности:

• в первую очередь осуществляется тщательная зачистка поверхности проводников, так как любой посторонний налет может сделать соединение ненадежным;
• затем все зачищенные концы покрываются флюсом, который предотвращает окисление проводов во время эксплуатации;
• при использовании паяльника выполняется расплавление припоя, который впоследствии наносится ровным, тонким слоем на концы проводников.
• провода требуется аккуратно соединить с помощью пинцета или временной скрутки;
• для предупреждения появления ржавчины под припоем дополнительно потребуется нанести флюс на стыковку;
• после этого с помощью паяльника расплавить припой и равномерно распределить его вокруг состыкованных концов;
• завершающим этапом является тщательная очистка паяльника, особое внимание стоит уделять жалу, которое впоследствии лучше всего обработать неактивным флюсом.

{“smallUrl”:”https://www.wikihow.com/images_en/thumb/7/7c/Solder-Aluminum-Step-1-Version-2.jpg/v4-460px-Solder-Aluminum-Step-1-Version-2.jpg”,”bigUrl”:”https://www.wikihow.com/images/thumb/7/7c/Solder-Aluminum-Step-1-Version-2.jpg/v4-728px-Solder-Aluminum-Step-1-Version-2.jpg”,”smallWidth”:460,”smallHeight”:345,”bigWidth”:728,”bigHeight”:546,”licensing”:”</div>”} 1 Если возможно, определите тип алюминиевого сплава. Чистый алюминий поддается пайке, хотя работать с ним непросто. Однако многие предметы сделаны не из чистого металла, а из алюминиевых сплавов. Большинство сплавов можно паять так же, как и чистый алюминий, но некоторые из них трудно поддаются пайке, и в этом случае понадобится помощь профессионала. Если сплав обозначен буквами или цифрами, загляните в справочник, есть ли специальные требования к его пайке. К сожалению, немаркированные алюминиевые сплавы сложно отличить друг от друга, поскольку для этого требуются специальные методы, использование которых имеет смысл лишь в том случае, если вы занимаетесь этим профессионально.^{[1] X Источник информации} Если сплав не маркирован, просто испытайте свою удачу, и, возможно, у вас все получится.

• При соединении алюминия с другим металлом ограничивающим фактором, как правило, являются свойства самого алюминия, поэтому точное знание состава другого металла необязательно. Имейте в виду, что некоторые комбинации (например, алюминий-сталь) особенно трудны для пайки, и в подобных случаях могут лучше подойти другие методы соединения.

{“smallUrl”:”https://www.wikihow.com/images_en/thumb/3/33/Solder-Aluminum-Step-2-Version-2.jpg/v4-460px-Solder-Aluminum-Step-2-Version-2.jpg”,”bigUrl”:”https://www.wikihow.com/images/thumb/3/33/Solder-Aluminum-Step-2-Version-2.jpg/v4-728px-Solder-Aluminum-Step-2-Version-2.jpg”,”smallWidth”:460,”smallHeight”:345,”bigWidth”:728,”bigHeight”:546,”licensing”:”</div>”} 2 Выберите низкотемпературный припой. Алюминий плавится при относительно низкой температуре (660ºC), что в сочетании с его высокой теплоемкостью делает практически невозможным использование обычных припоев. Вам потребуется специальный припой с низкой температурой плавления, который можно заказать через Интернет. Обычно в качестве такого припоя используют сплав алюминия, кремния и/или цинка, но на всякий случай проверьте, подходит ли данный припой для ваших целей, например, для соединения алюминий-алюминий или алюминий-медь.

• Формально материалы, температура плавления которых превышает 450ºC, относятся к классу твердых припоев. На практике же они часто продаются как мягкие припои, и процесс пайки такой же. Использование твердого припоя позволяет создать более прочное соединение, однако мягкий припой предпочтителен для соединения электрических цепей и других чувствительных материалов.
• По возможности не используйте припои, содержащие свинец.

{“smallUrl”:”https://www.wikihow.com/images_en/thumb/1/1c/Solder-Aluminum-Step-3-Version-2.jpg/v4-460px-Solder-Aluminum-Step-3-Version-2.jpg”,”bigUrl”:”https://www.wikihow.com/images/thumb/1/1c/Solder-Aluminum-Step-3-Version-2.jpg/v4-728px-Solder-Aluminum-Step-3-Version-2.jpg”,”smallWidth”:460,”smallHeight”:345,”bigWidth”:728,”bigHeight”:546,”licensing”:”</div>”} 3 Выберите флюс. Как и припой, флюс также должен быть специально предназначен для алюминия или используемой вами комбинации металлов. Легче всего приобрести флюс там же, где и припой, поскольку они, как правило, предназначены для совместного использования. Рекомендуемая рабочая температура флюса должна быть близка к температуре плавления припоя. Если температура выбранного вами припоя превышает 450ºC, найдите флюс для пайки твердым припоем.

• Некоторые флюсы для пайки твердым припоем не предназначены для нанесения на тонкие листы или проволоку из алюминия. В этом случае поищите флюс для “глубокой пайки”.^{[2] X Источник информации}

{“smallUrl”:”https://www.wikihow.com/images_en/thumb/5/58/Solder-Aluminum-Step-4-Version-2.jpg/v4-460px-Solder-Aluminum-Step-4-Version-2.jpg”,”bigUrl”:”https://www.wikihow.com/images/thumb/5/58/Solder-Aluminum-Step-4-Version-2.jpg/v4-728px-Solder-Aluminum-Step-4-Version-2.jpg”,”smallWidth”:460,”smallHeight”:345,”bigWidth”:728,”bigHeight”:546,”licensing”:”</div>”} 4 Выберите источник тепла. Для соединения алюминиевой проволоки можно использовать паяльник, однако для пайки более массивных деталей вам потребуется газовая горелка. Обычно используют низкотемпературную паяльную лампу, пламя которой имеет температуру 315–425ºC.

• Если ваше рабочее место не приспособлено для применения газовой горелки, используйте электрический паяльник мощностью 150 ватт.

{“smallUrl”:”https://www.wikihow.com/images_en/thumb/0/0e/Solder-Aluminum-Step-5-Version-2.jpg/v4-460px-Solder-Aluminum-Step-5-Version-2.jpg”,”bigUrl”:”https://www.wikihow.com/images/thumb/0/0e/Solder-Aluminum-Step-5-Version-2.jpg/v4-728px-Solder-Aluminum-Step-5-Version-2.jpg”,”smallWidth”:460,”smallHeight”:345,”bigWidth”:728,”bigHeight”:546,”licensing”:”</div>”} 5 Подберите дополнительные материалы и инструменты. Если вы не чините одну деталь, а соединяете пайкой несколько фрагментов, вам понадобится струбцина. Рекомендуется также использовать травильный раствор, представляющий собой специальную жидкость для очистки поверхности металла от окислов после пайки. Для очистки поверхности от некоторых смолосодержащих флюсов понадобится также ацетон. {“smallUrl”:”https://www.wikihow.com/images_en/thumb/e/ea/Solder-Aluminum-Step-6-Version-2.jpg/v4-460px-Solder-Aluminum-Step-6-Version-2.jpg”,”bigUrl”:”https://www.wikihow.com/images/thumb/e/ea/Solder-Aluminum-Step-6-Version-2.jpg/v4-728px-Solder-Aluminum-Step-6-Version-2.jpg”,”smallWidth”:460,”smallHeight”:345,”bigWidth”:728,”bigHeight”:546,”licensing”:”</div>”} 6 Позаботьтесь о безопасности. Работайте в хорошо проветриваемом месте и защитите себя от токсичных испарений респиратором. Настоятельно рекомендуется использовать защитную маску или очки, а также перчатки из плотной кожи или натуральной ткани. Проследите, чтобы вокруг не было горючих материалов и запаситесь огнетушителем. Реклама

Часть 2 из 2:

Пайка алюминия

1. {“smallUrl”:”https://www.wikihow.com/images_en/thumb/8/87/Solder-Aluminum-Step-7-Version-2.jpg/v4-460px-Solder-Aluminum-Step-7-Version-2.jpg”,”bigUrl”:”https://www.wikihow.com/images/thumb/8/87/Solder-Aluminum-Step-7-Version-2.jpg/v4-728px-Solder-Aluminum-Step-7-Version-2.jpg”,”smallWidth”:460,”smallHeight”:345,”bigWidth”:728,”bigHeight”:546,”licensing”:”</div>”} 1 Обработайте соединяемые поверхности припоем (необязательно). Если стыкуемые поверхности имеют большую площадь или принадлежат различным трудноспаиваемым металлам, таким как алюминий и сталь, “лужение”, или нанесение на каждую поверхность тонкого слоя припоя может значительно облегчить последующую пайку. При обработке каждой поверхности следуйте инструкциям, изложенным ниже; после лужения состыкуйте спаиваемые фрагменты и нанесите припой еще раз.
   • Пропустите этот шаг, если вы запаиваете трещину или отверстие в сплошной детали.
2. {“smallUrl”:”https://www.wikihow.com/images_en/thumb/8/86/Solder-Aluminum-Step-8-Version-2.jpg/v4-460px-Solder-Aluminum-Step-8-Version-2.jpg”,”bigUrl”:”https://www.wikihow.com/images/thumb/8/86/Solder-Aluminum-Step-8-Version-2.jpg/v4-728px-Solder-Aluminum-Step-8-Version-2.jpg”,”smallWidth”:460,”smallHeight”:345,”bigWidth”:728,”bigHeight”:546,”licensing”:”</div>”} 2 Очистите алюминиевую поверхность щеткой из стальной проволоки. На воздухе поверхность алюминия быстро покрывается оксидной пленкой, препятствующей прочному соединению при пайке. Протрите поверхность стальной щеткой, предварительно ознакомившись с инструкцией. Подготовьтесь к тому, чтобы протереть поверхность, обработать ее флюсом и нанести припой достаточно быстро для того, чтобы предотвратить образование оксидного слоя.
   • Для очистки сильно окисленной или загрязненной поверхности могут потребоваться шлифовка наждачной бумагой либо протирка техническим спиртом или ацетоном.
3. {“smallUrl”:”https://www.wikihow.com/images_en/thumb/5/5f/Solder-Aluminum-Step-9.jpg/v4-460px-Solder-Aluminum-Step-9.jpg”,”bigUrl”:”https://www.wikihow.com/images/thumb/5/5f/Solder-Aluminum-Step-9.jpg/v4-728px-Solder-Aluminum-Step-9.jpg”,”smallWidth”:460,”smallHeight”:345,”bigWidth”:728,”bigHeight”:546,”licensing”:”</div>”} 3 Состыкуйте поверхности. Если вы не запаиваете одну деталь, а соединяете две поверхности, состыкуйте их надлежащим образом. Оставьте между ними небольшой зазор примерно в 1 миллиметр, чтобы в него затек припой.
   • Если спаиваемые поверхности не прилегают плотно друг к другу, выровняйте их наждачной бумагой.
   • Чтобы предотвратить окисление алюминия в процессе пайки, подведите соединяемые поверхности как можно ближе друг к другу, очистите их и затем плотно состыкуйте.
4. {“smallUrl”:”https://www.wikihow.com/images_en/thumb/4/42/Solder-Aluminum-Step-10.jpg/v4-460px-Solder-Aluminum-Step-10.jpg”,”bigUrl”:”https://www.wikihow.com/images/thumb/4/42/Solder-Aluminum-Step-10.jpg/v4-728px-Solder-Aluminum-Step-10.jpg”,”smallWidth”:460,”smallHeight”:345,”bigWidth”:728,”bigHeight”:546,”licensing”:”</div>”} 4 Нанесите флюс. Сразу после очистки металла наложите флюс на соединяемые поверхности, пользуясь проволокой припоя. Тем самым вы предотвратите образование поверхностного оксида и нанесете припой на место соединения.
   • При пайке проволоки погрузите ее концы в расплавленный флюс.
   • В случае порошкового флюса справьтесь с инструкцией насчет метода его разведения.
5. {“smallUrl”:”https://www.wikihow.com/images_en/thumb/5/5d/Solder-Aluminum-Step-11.jpg/v4-460px-Solder-Aluminum-Step-11.jpg”,”bigUrl”:”https://www.wikihow.com/images/thumb/5/5d/Solder-Aluminum-Step-11.jpg/v4-728px-Solder-Aluminum-Step-11.jpg”,”smallWidth”:460,”smallHeight”:345,”bigWidth”:728,”bigHeight”:546,”licensing”:”</div>”} 5 Разогрейте металл. При помощи горелки или паяльника нагрейте место стыка, начиная от дальних концов. При непосредственном контакте с нагревательным прибором припой и флюс могут перегреться. Если вы пользуетесь горелкой, держите ее сопло на расстоянии не менее 10-15 см от металла.^{[3] X Источник информации} Плавными круговыми движениями перемещайте источник нагрева вдоль металла, равномерно разогревая его.
   • Перед использованием разогрейте паяльник в течение десяти минут.
   • Если флюс почернел, дайте поверхности остыть, очистите ее и повторите процедуру.
6. {“smallUrl”:”https://www.wikihow.com/images_en/thumb/a/a2/Solder-Aluminum-Step-12.jpg/v4-460px-Solder-Aluminum-Step-12.jpg”,”bigUrl”:”https://www.wikihow.com/images/thumb/a/a2/Solder-Aluminum-Step-12.jpg/v4-728px-Solder-Aluminum-Step-12.jpg”,”smallWidth”:460,”smallHeight”:345,”bigWidth”:728,”bigHeight”:546,”licensing”:”</div>”} 6 Нанесите припой. Когда флюс приобретет светло-коричневый цвет и начнет пузыриться, это значит, что он разогрелся до необходимой температуры. Приложите пруток или проволоку припоя к месту стыка, продолжая нагревать металл неподалеку от этого места или с обратной стороны. Медленно поводите припоем по поверхности вокруг стыка, чтобы он равномерно покрыл металл. Если у вас небольшой опыт в пайке, для создания аккуратного и прочного соединения вам потребуется некоторая практика.
   • Если припой не пристает к поверхности алюминия, на ней, возможно, образовался оксидный слой; в таком случае необходимо удалить этот слой и сразу же провести пайку. Это может быть вызвано также использованием неподходящего припоя либо тем, что данный алюминиевый сплав трудно поддается пайке.
7. {“smallUrl”:”https://www.wikihow.com/images_en/thumb/4/48/Solder-Aluminum-Step-13.jpg/v4-460px-Solder-Aluminum-Step-13.jpg”,”bigUrl”:”https://www.wikihow.com/images/thumb/4/48/Solder-Aluminum-Step-13.jpg/v4-728px-Solder-Aluminum-Step-13.jpg”,”smallWidth”:460,”smallHeight”:345,”bigWidth”:728,”bigHeight”:546,”licensing”:”</div>”} 7 Удалите избыточный флюс и окисленный слой. Если вы использовали флюс на водной основе, его можно смыть водой после того, как металл остынет. Для удаления смолосодержащего флюса используйте ацетон. После снятия остатков флюса стык можно опустить в “травильный раствор” для того, чтобы удалить окислы, образовавшиеся при высокой температуре. Реклама

Советы

• Иногда нужно нагреть пламенем кончик проволоки, чтобы припой легче стекал на область стыка. При нагреве проволоки будьте осторожны, поскольку перегрев не позволит припою сцепиться с металлом.
• Алюминий хорошо проводит тепло, поэтому при нагреве места соединения разогреется и окружающий металл. Если вы не можете расплавить припой, положите алюминий на проволочную сетку или другую подставку с малой поверхностью, чтобы она меньше поглощала тепло, либо используйте более горячую паяльную лампу.

Реклама

Предупреждения

• Используйте припой и флюс в хорошо проветриваемых помещениях, поскольку их пары ядовиты. Припои со свинцом или кадмием также токсичны, их следует использовать только в хорошо проветриваемых помещениях и для материалов, не контактирующих с питьевой водой.

Реклама

Что вам понадобится

Источники

Реклама

Алюминий и его сплавы обладают очень хорошими характеристиками, такими как высокая тепло- и электропроводность, удобство обработки, небольшая масса, экологическая безопасность. Но у этого прекрасного металла есть один очень жирный минус, его крайне сложно паять. Помогает решить эту серьёзную проблему правильно подобранный флюс для пайки алюминия.

Содержание

Свойства алюминия

Проблема пайки алюминия обусловлена его химическим строением. Сам по себе этот металл химически очень активен, он вступает в реакции практически со всеми химическими веществами. Это приводит к тому, что чистый алюминий на воздухе мгновенно реагирует с кислородом. В результате на поверхности металла образуется очень тонкая и одновременно необычайно прочная плёнка оксида: Al2O3. По своим свойствам алюминий и его оксид представляют две крайние противоположности соединённые в единое целое. Например:

• Температура плавления чистого алюминия составляет 660 градусов. Оксид алюминия или как его ещё называют, корунд, плавиться при температуре 2600 градусов. Тугоплавкий корунд применяется в промышленности в качестве огнеупорного материала.
• Алюминий очень мягкий и пластичный металл. Корунд обладает крайне высокой механической прочностью что позволяет изготавливать из него всевозможные абразивные материалы.

Оксид алюминия превращает обычную пайку в довольно сложный процесс. Для его успешного осуществления необходимо применение специфических методов и специальных алюминиевых припоев и флюсов.

Пайка металлов

Смысл пайки любого металла состоит в том, что в пространство между спаиваемыми деталями вводится в расплавленном состоянии специальное вещество, называемое припоем. После застывания припой надёжно связывает в единое целое две металлические детали.

В случае пайки алюминия находящаяся на его поверхности оксидная плёнка препятствует расплавленному припою соединиться с металлом. Иными словами, нарушается адгезия, и поэтому припой не может растечься по поверхности металла и прилипнуть к нему. Это делает пайку алюминия практически невозможной без применения специальных средств, частично устраняющих оксид с поверхности металла и способствующих возникновению нормальной адгезии.

Удаление оксидной плёнки

Удаление оксида с поверхности алюминия — процесс сложный и никогда не приводящий к окончательному результату. То есть, оксидную пленку практически нельзя удалить, так как вместо только что удалённой мгновенно образуется новая. Можно лишь с помощью специфических средств ослабить её действие. Это можно сделать с помощью двух различных методов:

• Химический способ. С помощью специальных алюминиевых флюсов плёнка разрушается в результате воздействия активных кислот.
• Механический способ. Посредством применения абразивных инструментов нарушается целостность плёнки.

На практике чаще всего совмещают оба этих метода, чтобы добиться максимально возможного эффекта.

Флюсы для алюминия

Флюс применяется для удаления оксида с поверхности металла и последующего препятствования образованию новой плёнки. Необходимо помнить, что в процессе пайки флюс не должен взаимодействовать с припоем и вступать с ним в химические реакции. Флюсы могут находиться в различных состояниях:

• Жидкость.
• Паста.
• Порошок.

Для алюминия чаще всего применяют жидкие флюсы на основе ортофосфорной кислоты. Существуют так называемые безотмывочные флюсы, применение которых не требует последующего промывания спаянных поверхностей под проточной водой. Однако чаще всего в состав алюминиевых флюсов входят сильно ядовитые вещества, которые небезопасны, и, с экологической точки зрения, могут сильно корродировать металл в месте пайки. Поэтому применение флюсов требует тщательного промывания места пайки под проточной водой. Промышленность выпускает больше количество алюминиевых флюсов, среди которых можно выделить следующие:

• Ф-64. Высокоактивный флюс для алюминия и его сплавов. Считается самым лучшим флюсом для этого металла. Высокая активность определяется большим содержанием в его составе активного фтора около 40%. При нагреве фтор разрушает оксидную плёнку на поверхности алюминия. Применение этого флюса требует обязательной тщательной промывки спаеных поверхностей, после окончания процесса.
• Ф-34А. Специальный алюминиевый флюс для тугоплавких припоев. Состав: хлорид калия 50%, хлорид лития 32%, фторид натрия 10%, хлорид цинка 8%.
• Ф-61А. Применяется с обычными свинцово-оловянными припоями, плавящимися при температуре 150−350 градусов. Состав: фторборат цинка 10%, фторборат аммония 8%, триэтаноламин 82%. Применяется для спаивания разнородных металлов, например, алюминий и медь. Поэтому когда возникает вопрос как припаять алюминий к меди, ответом будет этот флюс.
• НИТИ-18 (Ф-380). Подходит для тугоплавких припоев с температурой плавления 390 — 620 градусов. Особенностью этого флюса, является то что, хорошо растворяя оксидную плёнку, он практически не оказывает никакого воздействия на основной металл. После окончания пайки остатки флюса должны быть немедленно удалены. Для этого место пайки сначала промывают горячей проточной водой, затем холодной. А в заключение выдерживают в течение 15 минут в водном растворе фосфорного ангидрида.
• А-214. Универсальный безотмывочный флюс средней активности. Температура применения 150−400 градусов. Не содержит в своём составе вредных солей анилина, фенола или карбоновых кислот, поэтому после применения не требуется тщательная промывка. Остатки легко удаляются бумажной салфеткой, смоченной в спирте.

Механическое удаление оксида

Для облегчения растворения плёнки с помощью флюса, предварительно её частично удаляют посредством механических методов. Данные приёмы позволяют лишь незначительно ослабить действие оксида, так как опытным путём было установлено, что вновь образующаяся плёнка, по своим прочностным характеристикам несколько уступает старой. Для этих целей используют следующие приспособления:

• Наждачная бумага.
• Напильники и рашпили.
• Жёсткие металлические щётки.

Процесс механического удаления поверхностного оксида можно оптимизировать используя для этого кирпичную пыль. Место пайки предварительно посыпают мелкой кирпичной крошкой. Затем:

• На кирпичные крошки высыпается большое количество сухой канифоли.
• Предварительно разогретым жалом паяльника канифоль расплавляется и распределяется по поверхности металла ровным слоем.
• Залуженным жалом паяльника начинают усиленно тереть место пайки. При этом кирпичная крошка сдирают оксидную плёнку, а расплавленная канифоль препятствует проникновению кислорода вместо пайки и поэтому новая оксидная плёнка не образуется.
• В результате получаем хорошо залуженную поверхность алюминия.

В качестве абразива, с тем же эффектом, можно использовать просеянный речной песок или металлические опилки.

Пайка алюминия

Основу любой пайки составляет так называемое лужение или залуживание. При этом процессе припой равномерным слоем распределяется по поверхности металла. Для того чтобы лужение прошло хорошо необходимо два важных компонента специальный флюс и правильно подобранный припой. Флюсы мы уже рассмотрели теперь очередь настала за припоями.

Специальные припои

Обычные припои, применяемые для пайки цветных металлов, содержат в своём составе олово и свинец. Вопрос как паять алюминий оловом не является актуальным, так как для алюминия такие припои не рекомендуется применять, потому что в этих металлах он практически не растворяется. Применяют специальные припои, которые содержат в своём составе изрядное количество самого алюминия, а также кремний, медь, серебро и цинк.

• 34-А. Специальный тугоплавкий припой для алюминия. Температура плавления 530−550 градусов. Состав: алюминий 66%, медь 28%, кремний 6%. рекомендуют применять совместно с соответствующим флюсом Ф-34А.
• ЦОП-40. Относится к категории оловянно-цинковых припоев. Состав: цинк 63%, олово 36%. Плавление происходит в пределах 300−320 градусов.
• HTS 2000. Специальный припой для алюминия производства США. Основные компоненты: цинк 97% и медь 3%. Температура плавления 300 градусов. Обеспечивает очень прочное соединение, сопоставимое по прочности со сварочным швом.

Присутствие в припое такого металла, как цинк обеспечивает ему высокие прочностные характеристики и хорошую сопротивляемость к коррозии. Наличие меди и алюминия повышает температуру плавления и делает припой тугоплавким.

Использование того или иного припоя определяется задачами, которые стоят перед спаиваемыми деталями. Так, для спаивания крупногабаритных и массивных алюминиевых деталей, которые в дальнейшем будут подвергаться большим нагрузкам, лучше использовать тугоплавкие припои, их температура плавления сопоставима с температурой плавления самого алюминия. Когда возникает вопрос, как запаять алюминиевую трубку, необходимо точно понимать, для чего в последующем эта трубка будет применяться. Тугоплавкие припои характеризуются высокой прочностью, а большая масса детали позволяет обеспечить в процессе пайки хороший теплоотвод, что предотвратит разрушение алюминиевой конструкции вследствие её расплавления.

Особенности процесса

Пайка алюминия ничем не отличается от пайки любого другого цветного металла.

В домашних условиях пайку алюминия условно можно разделить на два вида:

• Высокотемпературная пайка крупногабаритных деталей. Как правило, это толстостенный алюминий большой массы. Температура разогрева деталей 550−650 градусов.
• Низкотемпературная пайка мелких бытовых предметов и проводов при радиоэлектронном монтаже. Температура пайки 250−300 градусов.

Высокотемпературная пайка предполагает использование в качестве нагревательного элемента газовую горелку, работающую на пропане или бутане. Но когда неожиданно возникает вопрос, как спаять алюминий в домашних условиях, можно с тем же успехом использовать паяльную лампу.

В случае проведения высокотемпературной пайки необходимо проводить постоянный контроль за температурой разогрева спаиваемых поверхностей. С этой целью используют кусочек тугоплавкого припоя. Как только припой начинает плавиться это говорит о том, что необходимая температура достигнута и разогрев детали необходимо прекратить, в противном случае может произойти её расплавление и последующее разрушение всей конструкции.

Для низкотемпературной пайки используют электрический паяльник мощностью от 100 до 200 ватт, в зависимости от размеров спаиваемых деталей. Чем крупнее деталь тем более мощный паяльник придётся использовать для её разогрева. В то же время для пайки проводов вполне подойдёт и паяльник мощностью 50 ватт.

В обоих случаях и при высокотемпературной пайке, и при низкотемпературной, стадии проведении процесса примерно одинаковые и состоят из следующих последовательных этапов:

• Механическая обработка места будущей пайки. Проводится с помощью всевозможных абразивных средств. Цель: ослабить поверхностную оксидную плёнку и сделать её более восприимчивой к воздействию флюса.
• Обезжиривание места пайки с помощью органических растворителей, таких как спирт, ацетон, бензин.
• Фиксация деталей в нужном положении.
• Нанесение флюса на спаиваемые поверхности. Если используется жидкий флюс, то лучше всего его наносить с помощью кисточки.
• Разогрев места пайки с помощью электрического паяльника или газовой горелки.
• Нанесение расплавленного припоя на место пайки и залуживание металлических поверхностей (распределение припоя ровным слоем).
• Соединяем металлические поверхности и фиксируем их в соответствующем положении.
• После того. как припой остынет и детали спаяются, промываем место спайки под проточной водой, с целью вымыть остатки флюса.