Техника пайки алюминия

Применение флюса для пайки алюминия

Алюминий широко используется в качестве материала для самых разных конструкций. Он лишь немногим уступает стали по своей прочности. Алюминий гораздо легче обрабатывать, он имеет очень высокие показатели электро- и теплопроводности.

Однако существует серьезная проблема при решении вопроса, как паять алюминий паяльником, поскольку здесь существуют специфические особенности и сложности. Дело в том, что для алюминия не годятся обычные методы.

Техника пайки алюминия

Сложности при пайке алюминия обусловлены его способностью к образованию окисных пленок буквально за доли секунды. Поэтому для этой операции к паяльникам требуются специальные сменные жала или флюсы на ртутной основе.

Если алюминиевые провода сравнительно легко поддаются пайке, то с неудобными плоскими поверхностями возникает множество проблем. Чтобы их решить, необходимо провести тщательную подготовку к работам.

Процедуру пайки можно выполнять обыкновенным паяльником с обычным припоем и канифолью. В связи с высокой теплопроводностью алюминия, паяльник должен иметь повышенную мощность от 60 до 100 ватт. Если же имеющийся в наличии паяльник не в состоянии прогреть большие детали, они дополнительно прогреваются на электрической или газовой плите.

Перед началом пайки место соединения тщательно зачищается напильником, крошащимся кирпичом или наждачной бумагой. После того как с поверхности удалена толстая оксидная пленка, производится обезжиривание с помощью бензина или любого органического растворителя. После этого место спаивания смазывается флюсом. Одновременно, паяльник погружается в канифоль. Появление легкого дымка означает готовность к работе. Вместо канифоли может использоваться нашатырный спирт. Таким образом, жало паяльника очищается от окисей посторонних металлов.

Дальнейшая процедура практически не отличается от работы с обычными металлами. Очищенное жало паяльника опускается в припой и удерживается в нем пока полностью не покроется пленкой. После этого, небольшое количество припоя захватывается жалом, переносится на место спаивания и разравнивается по всей поверхности, предварительно залуживая ее. Затем наносится основное количество припоя, обеспечивающее прочное соединение алюминия. Необходимо подождать, пока припой остынет, а затем протереть место соединения влажной тряпкой. Окончательная зачистка производится с помощью напильника или наждачной бумаги.

Флюс для пайки алюминия

Особую роль в процессе спаивания алюминиевых деталей играет флюс. Он позволяет эффективно снимать оксидные пленки, образованные на воздухе, и жировые загрязнения. Кроме того, флюс обеспечивает защиту поверхностей от окисления во время спаивания.

Флюс для пайки алюминия продается в готовом виде, но его вполне возможно приготовить самостоятельно. Для приготовления флюса: берется 30 г хлорида цинка, 10 г хлорида аммония и растворяется в 60 миллилитрах воды.

Нередко вместо флюса используется так называемая паяльная жидкость или паяльная кислота. Она получается путем взаимодействия концентрированной соляной кислоты с металлическим цинком. С этой целью кислота наливается в посуду из стекла или фарфора. Это действие нельзя производить возле открытого пламени из-за взрывоопасности выделяемого водорода. Цинк в кислоту добавляется небольшими порциями. В результате химической реакции происходит образование хлорида цинка. После того как водород перестанет выделяться, посуда с полученным веществом помещается в теплую воду. Готовая жидкость смешивается с нашатырным спиртом.

При нормальном соблюдении технологии, прочность соединения получается выше, чем у многих металлов.

electric-220.ru

Как паять алюминий в домашний условиях: припой для пайки, способы, особенности

Процедура пайки алюминиевых элементов в домашних условиях является весьма проблематичным процессом, который облегчается использованием специальных материалов. Работа осложняется моментальным появлением на месте зачистки тонкой оксидной пленки, мешающей спайке. Дополнительную трудность создает сам материал, имеющий низкий температурный порог плавления (+660 °С). Применяя припой для пайки алюминия, особые сильнодействующие флюсы и соблюдая технологию, можно самостоятельно паять практически любые предметы из алюминия.

Особенности и принципы пайки

Низкая температурная величина плавки металла затрудняет технологический процесс спаивания, а также ремонта изделий своими руками. Детали очень быстро теряют при нагреве прочность, а конструкции снижают устойчивость при достижении температурой 300 градусов. Легкоплавкие припои, состоящие из висмута, кадмия, индия, олова тяжело вступают в контакт с алюминием и не обеспечивают достаточную прочность. Отличная растворимость наблюдается у металла в сочетании с цинком, что придает спаянным местам высокую надежность.

Перед началом спаивания элементы из алюминия хорошо зачищаются от окислов, грязи. Для этого можно применять механическое воздействие при помощи щеток или же использовать специальные флюсы из сильнодействующего состава. Перед самой процедурой следует обязательно залудить обрабатываемые участки. Оловянное покрытие защитит деталь от возникновения окислов. Чтобы надежно припаять алюминиевые изделия необходимо правильно подобрать нагревательный инструмент, учитывая объем обрабатываемого металла. Помимо этого, надежность соединения зависит от того, какой выбран сплав, а также флюс для пайки алюминия.

Методы пайки

Спаивание алюминиевых изделий производится паяльником электрического типа, паяльной лампой или же газовой горелкой. Существую три способа спаивания разнообразных предметов из алюминия:

• с канифолью;
• с применением припоев;
• электрохимический метод.

С канифолью

Этот вариант пайки алюминиевых предметов, проводов, кабелей применяется для деталей небольшого размера. Для этого зачищенный участок электропровода покрывается канифолью и помещается на кусочек шлифовальной шкурки, имеющей среднюю зернистость. Сверху провод прижимается залуженным жалом нагретого паяльника. Это действие проводится несколько раз, после чего выполняется сама процедура спаивания электропроводов. Можно применять канифольный раствор в диэтиловом эфире.

В таком случае конец паяльника не отнимается от залуживаемого конца, а сверху добавляется канифоль. Для соединения скруткой тонких алюминиевых проводов подойдет электропаяльник с мощностью порядка 50 Вт. При толщине алюминия около 1 мм необходим паяльник 100 Вт, а детали более 2 мм требуют предварительного прогрева места соединения.

С применением припоев

Данный метод наиболее распространен и применяется в электротехнике, при ремонте автомобильных деталей, а также прочих изделий. Перед тем как паять алюминий, проводится предварительное покрытие запаиваемого места сплавом и последующее соединение облуженных элементов. Детали, предварительно залуженные, соединяются между собой, а также с прочими сплавами и металлами.

Паяние элементов можно проводить с помощью легкосплавных припоев, имеющих в составе олово, цинк, а также кадмий. Помимо этого, активно используются тугоплавкие материалы на основе алюминия. Почему применяются легкосплавные составы? Потому что они позволяют спаять алюминиевое изделие при температуре до 400 градусов. Это не производит качественных изменений свойств металла и сохраняет его прочность. Составы с кадмием и оловом не создают достаточную надежность контакта, подвержены коррозионным воздействиям. Этих недостатков лишены тугоплавкие материалы с цинком, медью, а также кремнием на основе алюминия.

Электрохимический метод

Эта процедура требует наличия установки для выполнения гальванического покрытия. С ее помощью проводится омеднение поверхности изделия или провода. При ее отсутствии используется самостоятельная обработка детали. Для этого, на зачищенное шлифовальной шкуркой место, наносится несколько капель насыщенного раствора медного купороса. После этого к обрабатываемому изделию подключается отрицательный полюс независимого источника электропитания.

Им может послужить батарейка, аккумулятор или же любой электрический выпрямитель. К положительному выводу подсоединяется очищенный медный провод диаметром порядка 1 мм, расположенный в изолированной подставке. В процессе электролиза на деталь будет постепенно оседать медь, после чего проводится лужение участка, сушка при помощи электропаяльника. После этого можно легко запаять залуженное место.

Припои, материалы, флюсы

Пайка алюминия оловом выполняется при условии применения высокоактивных флюсов, а также хорошей зачистки участков деталей. Такие оловянные соединения требуют дополнительного покрытия специальными составами, так как имеют невысокую прочность и слабую защиту от коррозионных процессов.

Чем паять алюминиевые элементы? Качественные паяные соединения получаются при использовании припоев с кремнием, алюминием, цинком, а также медью. Эти материалы выпускаются как отечественными, так и многими зарубежными фирмами-производителями. Отечественные марки прутков представлены наиболее использующимися припоями ЦОП40, которые по гост имеют в составе 60 % олова и 40 % цинка, а также 34А (алюминий – 66 %, кремний – 6 %, медь – 28 %). Используемый цинк придает высокую прочность месту контакта и обеспечивает хорошую коррозионную устойчивость. К импортным низкотемпературным сплавам с отличными характеристиками относится HTS-2000, который обеспечивает максимальное удобство в применении.

Эти сплавы применяются для работы с крупногабаритными деталями (радиаторы, трубы) с высоким теплоотводом при помощи грелки или же предметов из алюминиевых сплавов, имеющих довольно высокотемпературное плавление. Начинающие ремонтники могут ознакомиться с процессом спаивания, просмотрев обучающее видео. Это поможет избежать многих неприятных нюансов в процессе работы.

Помимо припоев, алюминиевая пайка требует применения специальных флюсов, имеющих в составе фторборат аммония, цинка, а также триэтаноламин и прочие элементы. К наиболее популярным относится отечественный Ф64, имеющий повышенную химическую активность. Его можно применять даже без предварительной зачистки изделий от оксидной пленки. Кроме него, используется 34А, содержащий хлориды лития, калия и цинка, а также фторид натрия.

Подготовка изделий

Надежность, а также отменное качество соединений обеспечивается не только использованием правильной технологии, но и от подготовительных работ. К ним относится обработка запаиваемых поверхностей. Она необходима для удаления загрязнений и тонкой оксидной пленки.

Механическую обработку выполняют с помощью шлифовальной шкурки, металлической щетки, проволочной нержавеющей сетки или шлифовальной машинки. Помимо этого, используются для очистки разнообразные кислотные растворы.

Обезжиривание поверхности выполняется с использованием растворителей, а также бензина или же ацетона. На зачищенном алюминиевом участке оксидная пленка появляется практически сразу, однако ее толщина значительно ниже первоначальной, что облегчает паяльный процесс.

Нагревательные инструменты

Чем паять алюминий в домашних условиях? Для припаивания алюминиевых изделий небольшого размера дома применяются электропаяльники. Они являются универсальным инструментом, вполне удобным для припаивания проводов, ремонта маленьких трубок и прочих элементов. Для них требуется минимум рабочего пространства, а также наличие электросети. Ремонт крупногабаритных изделий и сварка выполняется газовой горелкой, которая использует аргон, бутан, пропан. Для пайки алюминиевых предметов в домашних условиях можно применять стандартную паяльную лампу.

При использовании газовых горелок необходимо постоянно следить за их пламенем, которое характеризует сбалансированную подачу кислорода и газов. При правильной газовой смеси огненный язычок имеет ярко-синий цвет. Неяркий оттенок, а также небольшое пламя свидетельствуют о переизбытке кислорода.

Технологический процесс

Технология пайки алюминиевых предметов похожа на процесс соединения деталей их прочих металлических материалов. Первым делом проводится зачистка и обезжиривание мест будущей спайки. Затем соединяемые элементы устанавливаются в рабочее положение для удобства обработки. На подготовленный участок наносится флюс, и, изначально холодное, изделие начинает нагреваться при помощи электропаяльника или же горелки. При повышении температуры начинает плавиться пруток припоя, которым требуется постоянно касаться поверхности элементов, контролируя нагревательный процесс. Пайка алюминиевых элементов в домашних условиях электрическим паяльником выполняется в комнате с хорошим проветриванием, так как при работе выделяются опасные соединения.

Использование безфлюсового припоя требует соблюдения некоторых нюансов. Чтобы оксидная пленка не мешала попаданию сплава на детали, концом прутка выполняются царапающие движения по участку спаивания элементов. Этим нарушается оксидная целостность и припой входит в контакт с обрабатываемым металлом.

Разрушение оксидного слоя при пайке можно выполнять и другим методом. Для этого обрабатываемый участок процарапывается металлической щеткой или же прутком из стали нержавеющего типа.

Для обеспечения максимальной прочности алюминиевых деталей в спаиваемом месте, обрабатываемые участки подвергаются предварительному лужению. Соблюдение технологии пайки элементов из алюминия гарантирует отличное качество соединения, а также его защиту от коррозии.

oxmetall.ru

Паяем алюминий

Бывают ситуации, когда необходимо паять алюминиевые изделия. Но из-за того что оксидная плёнка покрывает поверхность алюминия, припой к нему просто не липнет. В настоящее время разработаны припои и флюсы, специально предназначенные для этой цели. Но мы попробуем, справится с этой задачей старым дедовским способом. Внимание! Работу следует производить в хорошо проветриваемом помещении, желательно оборудованном активной вентиляцией или на улице.Для пайки алюминия нам потребуется машинное масло (применяется для смазки швейных машин), небольшой кусок наждачной бумаги, канифоль и обычный припой для паяния радиодеталей.
Паяльник нужен по возможности мощный. Например, такой. Его мощность 65 Вт.
Паять будем дно алюминиевой пивной банки. Перед работой жало паяльника обязательно надо выровнять напильником (убрать все раковины) и залудить.

Куском наждачной бумаги зачищаем место пайки до блеска.
Наливаем на это место немного масла.
Далее растираем наждачной бумагой масляное пятно.
Этим самым мы удаляем оксидную плёнку, а масло не даёт образоваться новой плёнке.Паяльник к этому времени должен быть разогрет до рабочей температуры.Окунаем жало паяльника в канифоль, набираем как можно больше припоя, окунаем снова в канифоль и начинаем быстро с небольшим усилием тереть будущее место пайки. При этом масло начинает обильно выгорать. Поэтому канифоль не жалеем. Если всё сделали правильно, то у нас слой олова должен покрыть поверхность алюминия.
Иногда, для достижения желаемого результата, потребуется несколько раз повторить данную операцию.
Медный провод припаивается к залуженному алюминию очень легко.
Теперь попробуем залудить и припаять алюминиевый провод. Снимаем с него изоляцию и зачищаем до блеска. Наливаем на залуженное дно банки машинное масло.
Далее провод нужно окунуть в масло и тереть наждачной бумагой.
Затем пытаемся залудить провод прямо в донышке банки. Если получилось, значит, всё сделали правильно. Если нет, снова работаем наждачной бумагой.
Провод то же прекрасно паяется к алюминиевой банке.

Вместо машинного масла, можно использовать ружейное. Если алюминиевая деталь больших размеров, то возможно потребуется её дополнительно прогревать. Например, на электрической плитке.

sdelaysam-svoimirukami.ru

Как паять алюминий оловом своими руками

Чем паять алюминий в домашних условиях

Пайка соединений проводов с припоем считается самым надежным методом соединения проводов и жил кабелей. Хорошо, если нужно паять только медные провода, которые легко облуживаются припоем. Не зря в электронике все вывода элементов медные, луженые.

Пайка алюминия в домашних условиях

После того как цельные провода и многожильные жилы кабелей облудят, их довольно легко соединять пайкой. А как паять алюминий оловом, если припой отторгается окисью алюминия. Как известно алюминий покрыт тонким слоем окиси, которая мгновенно образуется на алюминии при контакте с кислородом. Чтобы припой хорошо держался на алюминиевом проводе нужно снять окись алюминия, а затем лудить.

Для этой цели в качестве флюса существуют: паяльная кислота, специальные флюсы для алюминия, смесь канифоли с ацетоном. Все эти плюсы разрушают или затрудняют образование пленки окиси на алюминии. После применения данного типа флюса процесс лужение алюминия упрощается.

Необходимые инструменты для пайки алюминия оловом являются: электрический паяльник, острый нож, плоскогубцы для скрутки проводов, мелкий напильник для подготовки жала паяльника. Из материалов потребуется: припой ПОС 61 или ПОС 50, флюс для пайки алюминия Ф-64 или аналогичный, губка.

Пайка алюминия оловом и флюсом Ф 64

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

Инструменты и материалы для пайки алюминиевого провода

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

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

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

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

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

Таблица температурных режимов марок припоя

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

Пайка алюминия с медью оловом и канифолью

Пайка электрических проводов с помощью паяльной кислоты запрещена в ПУЭ. Это связано с тем, что эта кислота полностью не сгорает при пайке. В результате место соединения проводов со временем разъедается кислотой, образуются окиси, которые нагреваются при прохождении тока и могут вызвать возгорание изоляции. К таким кислотно содержащим флюсам относятся специальные флюсы для пайки алюминия, в том числе и Ф 64.

Так как же паять алюминий с медью, чтобы соединение было качественным и долговечным. По сложности метод лужения алюминия оловом и канифолью даже легче, чем лужение алюминия флюсом Ф 64. Но качество и надежность при лужении в канифоли будет высоким. При лужении алюминия в канифоли нужно сделать или подобрать низкую ванночку для жидкой канифоли (канифоль 60% и спирт 40%).

Флюсы для пайки алюминия

Заполняют ванночку жидкой канифолью так, чтобы провод утопал в ней с изоляцией на 5-10 мм. Очищенный от изоляции провод кладут в канифоль и острым ножом (удобно скальпелем) снимают плёнку окиси с алюминиевого провода, не вынимая его из ванночки. То есть под канифолью защищают провод по всей его длине со всех сторон. Под канифолью пленка на очищенных местах алюминиевого провода не образуется, так как нет соприкосновении с кислородом.

Теперь берут разогретой паяльник с припоем мощностью не менее 60 Вт и опустив его на оголенный и очищенный от окиси провод, у самой поверхности канифоли, понемногу прокручивают и вытаскивают уже облуженные участки провода. Суть метода заключается в том, чтобы провод облуживался у самой поверхности жидкой канифоли. Чтобы зачищенные участки провода от окиси не могли соприкасаться с воздухом.

Паяльник может быть временами погружен на 2-3 мм в канифоль. Немного облудив провод поднимите паяльник, чтобы он вновь нагрелся. Да в начале, будет много дыма, поэтому лучше учиться паять на улице или в помещении с хорошей вентиляцией. После нескольких попыток у вас выработается своя техника лужения и появится небольшой опыт.

Вы определитесь с положением паяльника, скорость лужения провода увеличится, то есть появится навык, и уменьшится количество дыма. Зато провод будет облужен идеально. Далее, как обычно, скручивают провода и так же паяют их небольшим количеством припоя.

Остатки канифоли на пропаянной скрутке проводов смывают кисточкой со спиртом. Недостаток такого метода - это невозможность пайки в труднодоступных местах. Для таких случаев, лучше использовать другие методы безопасных соединений алюминия с медью.

electricavdome.ru

Сегодня из алюминия изготавливают не только провода, но и различные элементы, обеспечивающие надежную работу электроустановок и другого оборудования. Чтобы спаять этот материал применяют различные методы.

Наиболее эффективным является плавка оловом, так как оно находится в свободном доступе и соединение получается качественным и прочным. Эта процедура осуществляется с помощью флюсов и возможна не только в производстве, но и в домашних условиях. Если применять другие присадочные материалы, то алюминий расплавится.

Достоинства пайки

Среди преимуществ данного вида выделяют следующие:

• низкая стоимость;
• олово подходит для пайки деталей различной толщины;
• материал быстро расплавляется под действием температуры, покрывая рабочую поверхность до малейших трещин. При застывании образует качественное соединение;
• плавка не занимает много времени, так как температура плавления низкая;
• олово находится в свободном доступе, и купить его не составит труда.

Отрицательные качества

Кроме преимуществ данного метода есть и недостатки:

• готовое соединение может разрушиться под действием более низкой температуры;
• соединение не приспособлено к высоким механическим нагрузкам;
• в домашних условиях не всегда получается достичь желаемого результата.

Особенности пайки оловом

Единственной проблемой является появление оксидной пленки на месте соединения. Чтобы от нее избавиться применяют растворители, металлические щетки и т. д. Также, большое внимание стоит уделить температуре пайки. Высокая температура разрушит исходный материал, а низкая не сможет обеспечить надежное и качественное соединение. При большой толщине металла процесс осуществляется в несколько слоев.

Методы пайки

Многие специалисты рекомендуют использовать газовую горелку. Ее прикрепляют к баллону с помощью шланги. Расход газа можно регулируется вентилем. Он поступает в сопло и поджигается, при этом образую стабильное пламя, температура которого регулируется путем изменения давления.

Также используют бензиновые горелки, однако пары бензина не способны дать высокую температуру для пайки. Поэтому данный метод применяют для соединения тонких металлических деталей.

Пайка паяльником происходит при помощи дополнительных материалов, например, . Оборудование подключается к электричеству, и его конец нагревается до температуры плавления олова и канифоли.

Необходимые приспособления

Помимо олова следует иметь следующие инструменты:

• растворитель;
• металлическая щетка;
• паяльник или горелка;
• режущий инструмент.
• Флюс.

Подбор припоя и инструментов

Пайка алюмин ия может происходить различными методами, которые зависят от состава припоя. В нем должно содержится свинец в малом количестве, а также цинк, который служит для снижения температуры плавления. Инструмент для пайки подбирается в зависимости от личных предпочтений мастера и толщины детали. Например, для тонких изделий лучше использовать горелку.

Дополнительная информация! Температура плавления припоя должна быть максимально низкой, чтобы готовое соединение не разрушалось при холодах.

Пошаговая инструкция

В первую очередь, подготавливают поверхность, очищая от ржавчины и другого мусора при помощи металлической щетки. Далее, поверхность необходимо обезжирить, что поможет сделать растворитель.

Если не убрать масляные налеты качество соединения снижается. Он также поможет избавиться от оксидной пленки, которая не разрушается под действием высоких температур. Если работа ведется с проводами, то их нужно залудить, чтобы процедура прошла быстрее, и они не разрушились.

Перед соединением металлических изделий с большой толщиной, их края затачиваются. После подготовительного этапа переходим к пайке. Она происходит в такой последовательности:

• паяльник или горелка включается и выбирается необходимый режим;
• место пайки обрабатывается флюсом;
• осуществляется непосредственное спаивание путем расплавления олова над алюминиевым изделием;
• после спаивания деталь оставляют остыть на некоторое время, а затем проверяют качество соединения.

Обратите внимание! При спаивании металла большой толщины не следует наплавлять шов в одном месте, а наносить олово слоями.

Существует 6 режимов , каждому из которых предъявляются особые параметры. Они зависят от марки исходного материала. Зная данный показатель, определяют процентное соотношение олова, свинца и других металлов, а также температуру плавления.

Правила техники безопасности

Во время работы следует уделять внимание включенным инструментам (паяльнику или горелке). При работе с газом необходимо проверять целостность шланг и состояние баллона.

Важно! Некоторые виды флюсов при нагревании испаряют вредные вещества, поэтому рабочее помещение должно хорошо проветриваться.

Паять алюминий можно. Хотя провода из этого металла бывает легче соединить другими способами: через винтовые клеммники, сваркой. Часто в распредкоробках алюминиевые провода просто туго скручивали. Такой способ применяли, когда в квартирах особо мощного потребления энергии обычно не наблюдалось.

Но теперь, с насыщением рынка мощной и разнообразной бытовой техникой, следует и всю бытовую питающую сеть приводить в такое качество, которое бы ориентировалось на серьезное потребление энергии, приближающееся к промышленному. И в этом случае лучше паять алюминий в домашних условиях, чем скручивать.

Свойства алюминия как металла и проводника

Алюминий стоит в периодической таблице сразу за натрием и магнием - активными, даже горючими на воздухе, металлами. Поэтому он и является легким и очень активным металлом. Теплопроводность и электропроводность его ниже, чем у меди. Но так как алюминий легче меди, изделия из него там, где важны именно эти свойства, при той же массе получаются геометрически большими по размерам. И за счет конвекции теплоотвод от алюминиевых деталей может быть больше, чем от медных.

Активность алюминия работает против пайки - стандартной операции электрического и механического соединения многих металлов. Потому что активность такова, что он на воздухе немедленно окисляется. И покрывается непрошибаемой пленкой корунда - Al 2 O 3 . Другие соединения алюминия тоже очень прочны, что делает добычу этого самого распространенного в земной коре металла энергозатратной: на выработку 1 тонны алюминия нужно затратить 17 мегаватт/часов электроэнергии.

Только у нас в стране это не оказалось препятствием к большим объемам выработки и широкому применению этого металла.

Кроме собственно алюминия используются сплавы на его основе - дюраль и силумин.

Если чистый алюминий идет в основном на электротехнику, то из сплавов делают различные изделия: из силумина - литые вещи (мясорубки, посуда), упорные конструкции, из дюраля - каркасы, корпусные детали, монтажные профили.

Сплавы, казалось бы, работают против извечного врага пайщиков алюминия - оксидной пленки - и они должны паяться хорошо. Однако сама пайка дюраля и силумина нарушает ценные свойства этих сплавов в местах соединения, что делает пайки непрочными и быстро разрушаемыми.

Поэтому паять алюминий нужно именно как таковой, а изделия из его сплавов можно попробовать спаять, но только там, где особых требований на механическую прочность вещей, которые паяются, не ожидается.

Порядок работ

Обычные этапы и средства пайки действуют и при пайке алюминия. Просто алюминий таков, что строже относится к выбору компонентов.

Пайка алюминия в домашних условиях требует:

• Достаточно мощного паяльника (60–100 и более Вт). Это связано с теплоемкостью и теплопроводностью алюминия. Этот металл очень сильно отводит тепло от места пайки.
• Применения дополнительных обрабатывающих поверхность металла материалов и инструментов: наждак, надфиль; медный купорос для лужения; железные или медные тонкие опилки.
• Использования специальных флюсов, обволакивающих поверхность металла, препятствующих немедленному окислению кислородом воздуха или растворяющих оксид в кислоте.
• Использования других веществ, создающих пленку на поверхности (солидол, машинное масло, жир паяльный, технический вазелин, аспирин, стеарин).
• Припоя на основе олова с цинком (8:2); олова с медью (99:1); олова с висмутом; ПОС 40; ПОС 60; припоя для пайки алюминия.
• Обязательного предварительного залуживания поверхности металла.
• Тщательной последующей промывки мест спайки в теплой воде для удаления остатков кислоты и флюса.

Флюсов для пайки алюминия продается великое множество - жидкие, пастообразные, карандаш, гель: Ф-34а, Ф-59А, ФТБф-А, Ф61А, Ф-63, ФТКА, Ф-64 и другие.

Спаиваемые поверхности необходимо очистить, обработать надфилем или наждачной бумагой. После этого нагреть и нанести равномерный слой флюса.

Лужение поверхности металла

Необходимо в горячем состоянии под слоем флюса нанести повреждения слою Al 2 O 3 , который после механической зачистки успел образоваться на алюминии, и одновременно с этим нанести слой припоя. Такими повреждающими элементами могут являться частички абразива, или тонкие железные или медные опилки, или кристаллики медного купороса, добавленные во флюс. Их следует, не дожидаясь высыхания или выгорания флюса, нанося паяльником слой припоя, втирать его жалом в поверхность. При производстве работ в доме или квартире необходимо помнить, что компоненты флюсов едкие и токсичные, от нагревания паяльником кипят и дымятся. Необходимо работать в проветриваемом помещении.

Припаивание

Паять медь и алюминий ничуть не сложнее, чем спаять алюминий с медью. Обе поверхности надо залудить, медь этому подвергается без особых сопротивлений, надо ее только почистить и проканифолить перед лужением. Медь с алюминием дают прекрасные сплавы, так же как и пайка алюминия оловом, это не представляет других трудностей, кроме преодоления оксидной пленки.

Провода, предварительно залуженные, свивают в скрутку, и она паяется так, чтобы припой запаял щели между проводами.

Предметы протяженные, например трубы или трубки, оловянные фляги, припаиваются к алюминию совершенно аналогично. Если припаивается мелкая деталь на широкую поверхность с большим рассеянием тепла (например, фляжку), то паяющийся участок можно дополнительно подогревать на газовой плите или горелке.

Возможно запаивать небольшие отверстия по следующему правилу: зачистить поверхность, залудить, немного остудить, положить на отверстие покрывающий кусочек олова или припоя, аккуратно паяльником или струей пламени от горелки добиться пропайки этого места.

Окончательная обработка

Итак, когда ответы на вопросы «как запаять?», «чем паять?», «что припаять?» остались позади, работа выполнена, то прежде чем любоваться на спаянное детище, нужно сделать окончательную доводку. При этом очищают паянное место от неровностей, аккуратно спаивают лишние капли припоя, после остывания слегка проверяют пайку на прочность. После пайки алюминия с применением материалов, содержащих химические реагенты, необходима хорошая промывка водой, протирание тканью, слегка пропитанной содовым раствором, и высушивание.

Алюминий отличается высокой прочностью, является хорошим проводником тепла и электричества. Он отличается небольшим удельным весом, удобен для обработки, безопасен с точки зрения экологии. Однако все эти положительные качества создают почти непреодолимые препятствия при решении задачи, как паять алюминий в домашних условиях паяльником. Традиционными способами это сделать нельзя, поэтому приходится пользоваться специальными методами сварки и оптимально подобранными материалами.

Технические трудности пайки изделий и деталей из алюминия

Паять алюминиевые конструкции и другие элементы всегда достаточно сложно, особенно, если это выполняется дома начинающими мастерами, не до конца изучившими процесс. В основном такая пайка выполняется промышленными способами на специальном оборудовании. Тем не менее, вполне возможно создать наиболее подходящие условия для сваривания деталей изготовленных из алюминия.

Для достижения этой цели необходимо обязательно разрешить несколько проблем технического характера:

• Больше всего неприятностей при пайке доставляет окисление в виде пленки, возникающей на поверхности в результате контакта алюминия и воздуха. Даже если металл подготовлен, налет на нем образуется практически сразу же после этого. Подобное пленочное покрытие создает препятствия соединительному процессу и добавляет множество проблем в процессе лужения и спаивания. В данной ситуации обычные типы совершенно не годятся, поскольку они не дают гарантии качественного соединения. Пленка удаляется или физико-механическим путем, или с помощью сильнодействующих химических веществ.
• Следует учесть и высокие показатели температуры, при которой алюминий начинает плавиться. Максимально она достигает 600 0 С. Возникает разница температур между спаиваемым металлом и его пленкой, вызывающая сложности в процессе паек.
• Из-за температурного режима, алюминий в процессе разогрева начинает заметно терять свою прочность. Этот момент наступает уже при нагреве свариваемого материала до 250-300 градусов. Некоторые алюминиевые сплавы содержат компоненты, температура плавления которых имеет различия с основным металлом.
• Слабое взаимодействие алюминия с традиционными видами припоев, состоящих, преимущественно, из олова, кадмия и других элементов. Это приводит к недостаточным прочностным характеристикам и надежности создаваемых швов. Проблема как спаять, решается посредством специальных припоев, содержащих цинк, который, в свою очередь, отлично контактирует с алюминием и проникает в него. Происходит сцепление, выходящее на молекулярный уровень, обеспечивая необходимую прочность соединения.

Подготовка к пайке алюминиевых деталей

Большое значение придается подготовке алюминия к предстоящей пайке.

Для этого существует несколько способов, обеспечивающих надежность соединения:

• Участок соединения предварительно обезжиривается и обрабатывается канифолью. После того как вещество нанесено на поверхность, сюда же укладывается наждачная шкурка. Далее нужно включить мощный паяльник и плотно прижать им наждачку к поверхности.
• После этого поверхность затирается и шлифуется, а само место соединения одновременно подвергается лужению. На подготовленную поверхность устанавливается алюминиевая деталь, которую можно припаивать уже по обычной схеме. При необходимости, канифоль может быть заменена маслом, используемым в швейных машинах.
• Во втором варианте в канифоль добавляется металлическая стружка, после чего полученная смесь наносится на поверхность места будущего соединения. Жало паяльника нужно хорошо разогреть и залудить, а затем натирать им всю рабочую поверхность спаиваемых деталей до тех пор, пока не расплавится стружка. Одновременно сюда же добавляется припой. В этом случае происходит снятие окиси механическим путем, а припой тут же попадает на поверхность и защищает ее от повторного появления оксидной пленки.
• Третий способ заключается в предварительной очистке поверхности. Для этой цели используется медь, посредством которой удаляется оксидная пленка. Данный метод относится к наиболее сложным, поскольку омеднение поверхности должно выполняться в специальной ванночке.

Выбор припоя и флюса для алюминия

Припои на основе олова и свинца могут использоваться для сваривания проводов, элементов и деталей из алюминия при условии их тщательной очистки. Такая пайка должна осуществляться с использованием специальных флюсовых растворов, состоящих из высокоактивных веществ. Однако, такие соединения обладают недостаточной прочностью по причине слабого взаимодействия алюминиевых изделий с оловом и свинцом, склонности к образованию коррозии. Поэтому в виде антикоррозийного покрытия поверхностей из этого металла применяются специальные составы.

К числу таких составов относятся припои с содержанием меди, цинка, алюминия и кремния. Они производятся как в нашей стране, так и за рубежом. Среди отечественных марок наибольшее распространение получил ЦОП-40, содержание которого составляет 40% цинка и 60% олова, а также соединение 34А с алюминием (66%), медью (28%) и кремнием (6%). Содержание цинка оказывает влияние не только на прочность алюминиевых контактов, но и на их устойчивость к коррозии.

Из всех известных припоев минимальной температурой, при которой они начинают плавиться, обладают составы на оловянно-свинцовой основе. Наивысшая температура плавления принадлежит соединениям с алюминиево-кремниевой структурой, а также с алюминием, медью и кремнием. Подобные виды припоев в первом случае расплавляются при достижении температуры 590-600 градусов, а во втором - при 530-550 градусов. Они выбираются для каждого конкретного случая, когда соединяются детали с крупными габаритами, с хорошим теплоотводом или тугоплавкие алюминиевые соединения.

Технологические процессы неразрывно связаны со специальными видами флюсов, применяемых для более качественного взаимодействия всех компонентов сварки.

Подбор наиболее подходящего материала считается довольно сложным мероприятием. Это особенно важно, когда в рабочем процессе используется припой на оловянно свинцовой основе. В структуру таких флюсов включены элементы, формирующие его повышенную активность при взаимодействии с алюминием. Среди них можно отметить триэтаноламин, фторборат аммония, фторборат цинка и другие аналогичные составляющие.

Одним из наиболее популярных флюсовых веществ российского производства считается вещество марки Ф64, отличающееся высокой активностью. Качество данного соединения позволяет припаять металлические детали из алюминия, не снимая тугоплавкое оксидное покрытие, расположенное на поверхности.

Спаивание компонентов из алюминия

Порядок действий и технический процесс сваривания алюминия точно такой же, как и для других видов цветных металлов.

Среди домашних мастеров чаще всего используются следующие два варианта:

• Высокотемпературная пайка, используемая для сваривания элементов с крупными размерами. В эту категорию входят алюминиевые конструкции с толстыми стенками и увеличенной массой, для разогрева которых требуется температура 550-650 0 С.
• Пайка при пониженных температурах, составляющих 250-300 0 С, которой вполне хватает для монтажа проводов радиоэлектронной аппаратуры и сваривания мелких предметов, используемых в повседневной жизни. В таком же режиме соединяются и алюминиевые провода в любой электросети.

Соединения в режиме высоких температур происходит с использованием специальных нагревательных элементов. Одним из них является горелка, для работы которой требуется газ в виде пропана или бутана. Если же такая горелка отсутствует, домашние мастера пользуются различными типами паяльных ламп. Сваривание при высокой температуре требует постоянного контроля над степенью нагрева поверхностей соединяемых деталей. Для этого в небольшом количестве берется один из тугоплавких припоев, и после того как он начнет плавиться, можно говорить о достижении нужной температуры. В этом случае разогрев детали прекращается, иначе она просто расплавится и разрушится.

Спаивание при пониженной температуре осуществляется электропаяльником на 100-200 Вт. Мощность паяльника зависит от величины соединяемых компонентов: чем больше деталь, тем более производительный паяльник потребуется для того, чтобы ее разогреть. Проводники легко соединяются паяльником мощностью 50 Вт.

Независимо от температурного режима, соединения выполняются одинаково, а все действия выполняются в следующем порядке:

• Место будущего соединения деталей или кабелей обрабатывается механическим способом. Для этого используются любые чистящие средства, ослабляющие окислительный налет, обеспечивая более полное взаимодействие с флюсовым веществом.
• Место соединения требуется обезжирить ацетоном, бензином, спиртом и другими органическими растворителями.
• Перед тем как паять алюминий паяльником или горелкой в домашних условиях, детали прочно фиксируются в наиболее удобном положении.
• Нанесение флюса осуществляется на подготовленную плоскость. Если вещество применяется в жидком виде, то оно наносится кисточкой.
• Точка соединения разогревается с помощью электрического паяльника достаточной мощности или газовой горелкой. Далее сюда же наносится расплавленный припой и распределяется ровным слоем.
• Металлические поверхности соединяются и фиксируются в нужном положении.
• После остывания припоя и схватывания деталей, место соединения промывается проточной водой. Остатки флюса вымываются и в дальнейшем не вызывают коррозию.

Пайка алюминия – особый процесс, требующий специального оборудования. В зависимости от стоящей перед вами задачи вам понадобятся специальные припои, предназначенные для пайки алюминиевых поверхностей или для припаивания алюминия к другим металлам. После того, как вам удастся приобрести необходимый припой через Интернет или в хозяйственном магазине, имеющем необычайно богатый ассортимент товаров, перед вами возникнет новая проблема: необходимо будет удалить поверхностный оксидный слой с алюминия и после этого достаточно быстро провести пайку, чтобы поверхность металла не успела вновь окислиться.

Шаги

Часть 1

Подготовка к пайке

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. 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.

1. 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.

2. 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.

   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.

3. 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.

   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.

   Часть 2

   Пайка алюминия

   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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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.

   • 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.

   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.

   Что вам понадобится

   • Источник тепла: пропановая горелка или паяльник
   • Припой для алюминия, например, сплав 91%Sn-9%Zn или 85%Sn-15%Zn.
   • Флюс для алюминия: как правило, его выбирают, исходя из температурного интервала и основного металла, подлежащего пайке. В магазинах сложно найти флюсы для алюминия, лучше всего заказывать их через Интернет.
   • Щетка из нержавеющей стали
   • Струбцина
   • Ацетон (для удаления смолосодержащего флюса)
   • Травильный раствор
   • Защитная маска или очки
   • Респиратор
   • Перчатки
   • Огнетушитель