Пайка алюминия газовой горелкой

Пайка алюминия в домашних условиях

Пайка алюминия в домашних условиях можно считать сложным занятием. Но при правильном подходе и соблюдении соответствующей технологии, выполнить ее вполне реально даже неопытному мастеру.

Проблемы часто возникают при использовании неподходящего флюса, например, для пайки стали или меди. Очень важно использовать специальный вещество для пайки алюминия, а также подходящий припой. В случае их применения, пайка алюминия не вызовет особых трудностей.

Особенности пайки алюминия

Пайка алюминия в домашних условиях может сопровождаться некоторыми трудностями, которые связаны с особыми характеристиками этого металла. В частности с тем, что поверхность алюминиевых деталей покрыта оксидной пленкой. Она препятствует процессу выполнению соединений из-за высокой температуры плавления, превышающей свойства чистого алюминия. Также оксидная пленка устойчива к воздействию агрессивной среды и активным химическим веществам. Из-за этого пленка препятствует соединению алюминиевых деталей и припоя.

Чтоб избежать подобных трудностей, стоит очищать поверхность изделий от пленки, что можно сделать с помощью абразивных материалов или применения флюса. Флюс состоит из сильнодействующих веществ, которые способны разрушить оксид.

Температура плавления алюминия, в отличие от оксида, намного ниже, примерно 660 градусов, что часто становится причиной осложнений. При перегреве алюминий может значительно потерять в прочности, деформироваться или полностью стать непригодным.

Температура плавления алюминия и его окисной пленки

Следует избегать использования припоев, которые имеют в составе такие компоненты. Они плохо соединяются с алюминием, что становиться причиной создания некачественного соединения.

Лучше всего с алюминием взаимодействует цинк, который обладает хорошим свойством растворимости.

Методы пайки в домашних условиях

Существует несколько способов пайки, наиболее популярными являются методы с использованием паяльника и пайка алюминия газовой горелкой. Можно выделить три способа пайки деталей:

1. Пайка с канифолью применяется для соединения небольших алюминиевых деталей, проводов и кабелей. Для этого нужно зачистить рабочую область и покрыть канифолью. Затем прижать нагретым паяльником несколько раз. Для этих целей нужно использовать канифольный раствор в диэтиловом эфире.

Процесс пайки алюминия

Пайка выполняется без отрывания от рабочей области с последующим добавлением канифоли. Рекомендуется использовать паяльник с мощностью 50 Вт. Если толщина деталей и проволоки превышает 1 мм, следует увеличить мощность до 100 Вт, а более толстые предметы лучше заблаговременно прогревать.

Данный способ наиболее широко применяется в электротехнических работах и пайке автомобильных деталей. Перед выполнением работ детали нужно залужить. Это позволяет соединять детали с другими сплавами и металлами. В данном случае происходит пайка алюминия оловом или припоем с содержанием цинка и кадмия. Это позволяет выполнять соединения при температуре 400 градусов, что не влияет на физические свойства алюминия.

1. Припой необходим при использовании практически всех методов пайки, будь то использование паяльника или горелки.
2. Электрохимический метод предусматривает создание гальванического покрытия, которое выполняется с помощью специальной установки или ручным способом. Для этого нужно на зачищенную поверхность нанести раствор медного купороса. После этой процедуры на детали воздействуют отрицательным электрическим полюсом.

Материалы и инструменты

Для выполнения пайки алюминия следует иметь различные материалы и инструменты, к которым относят нагревательные инструменты, припои и флюсы.

Необходимые материалы и инструменты

Наиболее часто в качестве нагревательного инструмента используют электропаяльник. Его можно считать универсальным инструментом, который легко использовать в домашних условиях. Но с его помощью можно проводить ремонт предметов только небольших размеров, обычно трубок небольшого диаметра, проволоки и кабелей, а также небольших электроприборов. Его можно использовать в дома в проветриваемом помещении, так ка он не требует особых условий и много пространства.

Большие предметы следует паять с помощью газовой горелки, работающий на аргоне, пропане или бутане. В домашних условиях можно также использовать паяльную лампу.

При использовании горелок стоит строго контролировать подачу пламени, которое должно характеризоваться сохранением баланса газа и кислорода. При проведении работ, пламя должно быть ярко-синим. Любые изменения цвета могут свидетельствовать об излишнем количестве кислорода.

Припои для пайки алюминия

Пайка алюминия припоем очень сложное занятие. Поэтому выбор припоя важен для создания качественного шва и прочного соединения. При использовании обычного паяльника нужно подбирать припой из металла, имеющего низкую температуру плавления. Наиболее распространенные сплавы это:

• цинково-оловянный;
• висмутово-оловянный;
• медно-оловянный.

Эти виды очень часто называют радиолюбительскими. Они имеют низкую температуру плавления, что очень важно для сохранения алюминия в первоначальном состоянии без изменения структуры и физических свойств. Стоимость таких припоев низкая, поэтому их приобретение становиться доступным для домашних мастеров.

Припои для алюминия

Но их использование имеет ряд минусов и ограниченную сферу применения. Так, соединение предметов с помощью таких припоем не отличается высокой прочностью и надежностью. Поэтому они применяются практически исключительно при ремонте электрооборудования, в том числе соединения проводов и кабелей.

При ремонте крупногабаритным алюминиевых предметов с помощью таких припоев соединение быстро потеряет прочность и разрушиться. В таких случаях лучше использовать тугоплавкий припой, в состав которого входит цинк и олово.

Но для создания прочных соединений следует применять тугоплавкие припои, имеющие в составе алюминий, медь и кремний. Благодаря наличию алюминия в составе, припой хорошо растворяется в структуре ремонтированного предмета.

Использовать такого припоя при работе с паяльником невозможно, так как их температура плавления составляет порядка 600 градусов. Поэтому для работы с ними нужно иметь газовую горелку.

Следует отметить, что при пайке с помощью газовой горелки металл заготовки не расплавляется, произйдет плавление только припоя.

Флюсы для пайки алюминия

При пайке алюминия нужно использовать специальные флюсы, так как не каждый флюс активен по отношению к алюминию. Наиболее подходящими считаются вещества на основе фторборатора аммония и триэтаноламина. Большинство специальных флюсов помечены специальной маркировкой, которая указывает на возможность их применения при пайке алюминия.

Флюсы для пайки алюминия

В случае необходимости работы при высоких температурах следует обратить внимание на смеси, содержащие хлористый калий, который составляет половину; хлорида калия; фторита натрия и хлористого цинка. Подобный состав позволяет создать наиболее оптимальные условия при высокотемпературных работах.

Пошаговая инструкция

Технология пайки зависит от способа выполнения работ. Но подготовительный этап практически идентичен во всех случаях. Начинать работу следует со следующих операций:

• обезжиривание поверхности заготовки с помощью растворителя, например, бензина или ацетона;
• зачистка оксидной пленки, которую можно выполнить с помощью металлической щетки, наждачной бумаги или другого абразивного материала.

Затем следует подогреть место паяльных работ. В зависимости от размеров предмета можно сделать это с помощью паяльника или горелки. При этом следует соблюдать несколько рекомендаций:

1. Не рекомендуется перегревать поверхность — это может привести к расплавлению алюминия. Контроль нагрева можно проводить с помощью припоя, если он при касании к заготовке начинает плавиться, то это значит, что температура нагрева оптимальна и последующий нагрев стоит прекратить.
2. Не нужно использовать дополнительное насыщение кислородом, что может привести к химической реакции с алюминием и созданию оксидной пленки.

Выполнение паяльных работ стоит проводить в зависимости от типа нагревательного предмета. При использовании газовой горелки нужно приложить припой с флюсом к рабочей поверхности с последующим его нагревом.

Очень важно полностью расплавить припой, но не перегреть заготовку. С паяльником сделать это проще, но выполнить большой объем работ в таком случае затруднительно.

Посредством контроля скорости движения припоя и температуры воздействия можно создавать шов, желаемый толщины и структуры. Для повышения качества работы рекомендуется предварительное лужение места обработки и обработка антикоррозийным средством.

Особенности пайки алюминиевых изделий в домашних условиях

Пайка алюминия является достаточно непростым занятием. В основном, пропай алюминиевых деталей усложняется из-за возникновения на поверхности металла химически стойкого оксида.

Кроме этого, благодаря сравнительно низкой температуре плавления и малой температуре потери прочности алюминий достаточно сложно прогреть, не допустив при этом разрушения всего изделия. Поэтому, пропай деталей из алюминия сложен, если применяются обычные расходные материалы.

На текущий момент пайка алюминиевых изделий производится с использованием специализированных флюсов и припоев.

Особенности процесса

Ключевые проблемы пропайки алюминия традиционными припоями и флюсами связаны с:

• образованием оксидной пленки, обладающей высокой температурой плавления и хорошей химической стойкостью, предотвращающей взаимодействие с оловянными или свинцовыми припоями;
• низкой температурой плавления чистого металла, затрудняющей качественный пропай.

Для проведения пропая алюминиевых деталей специалисты должны очистить поверхность материала от оксидной пленки либо применить специализированные агрессивные припои и флюсы.

Пайка алюминия паяльником должна осуществляться с использованием цинковых припоев. Такой вариант низкотемпературной пайки алюминия, в отличие от кадмия, висмута, олова или индия, отлично взаимодействует с чистым металлом и образует прочный шов.

Основные правила пайки алюминия в домашних условиях при отсутствии цинкового или алюминиевого припоя включают следующие пункты:

1. Предварительную зачистку поверхности.
   Место, на котором необходимо выполнить паяльные работы следует внимательно очистить от краски, грязи и частичек других металлов.
2. Шлифовку.
   Для лучшей адгезии между припоем и алюминием следует отшлифовать место предполагаемого соединения.
3. Нельзя делать большой перерыв между очисткой алюминия и непосредственным нанесением флюса.
   Из-за высокой скорость образования оксида на поверхности, процесс очистки для алюминия может потребоваться повторно.
4. Правильный выбор устройства, для прогрева места пайки.
   Для этой работы идеально подойдет электропаяльники с регулируемой температурой жала.
5. Контроль за температурой места соединения.
   Ввиду хорошей теплопроводности металла, температура будет быстро растекаться по всей площади изделия, а потому пропаиваемый участок будет стремительно остывать.
6. Обязательным условием успешной пайки алюминия является залуживание места предполагаемого контакта.
   Если вовремя нанести на очищенный участок алюминия каплю припоя, оксидная пленка не сможет образоваться.

Существует несколько секретов, которые можно использовать для пайки алюминия без специализированного припоя:

1. Разрушение оксидной пленки путем интенсивного трения места соединения кирпичом.
   После того, как с камня облупится некоторое количество пыли следует набрать на жало паяльника необходимое количество канифоли или флюса и залить место пайки. После этого следует сделать сильные нажимистые движения плоским срезом паяльника, по месту планируемого пропая. Путем такого нехитрого действия кирпичная пыль разрушит тонкую оксидную пленку, а имеющийся на паяльнике припой залудить очищенный металл.
2. Разрушение оксидной пленки при помощи частичек железа.
   Для этого следует сточить толстый гвоздь напильником, нанести на место пайки большое количество жидкой канифоли или флюса, а затем насыпать металлические опилки. После того, как средство для пайки затвердеет следует набрать на жало паяльника припой и сильно вдавить его в место пайки.
3. Использование трансформаторного масла.
   Для осуществления данного способа следует снять верхний слой детали наждачной бумагой, а затем на очищенное место вылить масло. После этого можно втереть разогретый припой и получить хорошую адгезию между оловом и алюминием.

Необходимые материалы и подручные средства

Пайка алюминиевых изделий при должной подготовке поверхности может быть выполнена всеми видами припоев. Например, пайка алюминия оловом возможна при снятии оксидной пленки.

Однако, в большинстве случаев, алюминиевые соединения, полученные при пайке оловянным припоем, имеют низкую надежность из-за плохой растворимости материалов.

Наиболее оптимальными припоями для пайки алюминия являются:

На рынке имеется большое количество припоев, на основе указанных выше материалов. Одним из самых распространенных цинковых припоев является ЦОП40, в составе которого имеется 40% цинка и 60% олова. Кроме этого, популярным остается припой 34А, состоящий из 66% алюминия, 28% меди и 6% кремния.

Отдельного упоминания стоит специальный припой для низкотемпературного пропая алюминиевых деталей. Одним из наиболее распространенных расходных материалов для подобной операции является припой HTS-200.

Конечно, не стоит забывать и об обязательном использовании специального флюса для низкотемпературной пайки алюминия.

В состав флюса для беспроблемной пайки алюминия должны входить хотя бы один из следующих элементов:

• триэтаноламин;
• фторборат цинка;
• фторборат аммония.

Одной из марок флюсов для сварки алюминия газовой горелкой является Ф64. Популярность данного флюса вызвана его большой активностью. Пропаять с флюсом Ф64 можно даже алюминиевые детали без предварительной зачистки оксидной пленки.

В состав флюса Ф64 входят:

• 50% хлорида калия;
• 32% хлорида лития;
• 10% фторида натрия;
• 8% хлорида цинка.

Подготовка деталей

Пайка алюминия в домашних условиях включает тщательную подготовку детали.

Как правило, квалифицированные мастера перед пайкой алюминия своими руками выполняет следующие процедуры:

1. Обезжиривание поверхности.
   Наиболее подходящими веществами для качественного обезжиривания места пайки служат ацетон, бензин и растворитель.
2. Удаление оксидной пленки.
   Эта процедуру производится при помощи шлифовальной машинки или самодельной мочалки из проволоки. В редких случаях специалисты используют травление пленки при помощи химических средств, например, кислоты.

После выполнения всех подготовительных процедур можно переходить к непосредственной пайке алюминия в домашних условиях.

Технологические подходы для пайки алюминия

Технология пайки алюминия с флюсом практически ничем не отличается от соединения других металлов.

Весь процесс пайки алюминия припоем можно разделить на следующие этапы:

1. Подготовка поверхности.
   Перед тем, как паять алюминий следует зачистить и обезжирить соединяемые части.
2. Установка изделия в рабочее положение.
   Для выполнения данного этапа могут потребоваться тиски или третья рука.
3. Нанесения флюса на место пайки.
4. Прогрев изделия при помощи электрического паяльника или газовой горелки.
5. Нанесение припоя или паяльной пасты на необходимые участки.
   Для этой роли подойдет цинковые или медные припои. Иногда могут понадобиться высокотемпературные припои, обеспечивающие хорошую механическую фиксацию изделия.

Важно помнить, что при пайке бесфлюсовым припоем следует осуществлять чиркающие движения паяльником, дабы обеспечить взаимодействие компонентов припоя и металла.

Проведение работ при помощи специального паяльника со скребком даст хороший результат в таких случаях:

• пайка алюминиевой посуды;
• пайка алюминиевых проводов;
• пропай поверхности, не подверженной сильным механическим нагрузкам;
• соединение мелких деталей.

Пайка массивных алюминиевых деталей и толстых стержней должна проводиться при помощи сварки или горелки. Сварка не всегда подходит из-за высокой температуры дуги, расплавляющей металл. Поэтому, большинство специалистов предпочитают использовать горелки.

Наилучший эффект достигается при непрерывной пайке горелкой. Если, по какой-то причине процесс пайки пришлось остановить, следует полностью прогреть весь шов, дабы обеспечить равномерное распределение припоя и избавиться от не пропаянных мест.

Процесс пайки алюминиевых стержней при помощи горелки подразделяется такие этапы:

1. Очистка металла от грязи и подготовка поверхности, путем шлифовки.
2. Разогрев всей поверхности массивных изделий при помощи горелки.
3. Удаление всех легковоспламеняющихся материалов с рабочего места.
4. Включение вытяжки для нейтрализации едких испарений припоя.
5. Подготовка проволочного припоя.
6. Подготовка флюса марок Ф-59А, Ф-61А или Ф-64А.

Допускается прогрев металла до ярко-оранжевого цвета. В таком виде металл не плавится, а припой ложится максимально равномерно.

Наиболее сложным и в то же время качественным методом соединения алюминиевых изделий является сварка. Данный способ затрудняется из-за низкой температуры плавления металла.

Квалифицированные специалисты чаще всего сваривают алюминиевые изделия следующими методами:

• сварка при помощи электродов с покрытием;
• сварка с использованием защитного газа.

Первый вариант сварки имеет следующие недостатки:

• низкая прочность сварного шва;
• сильное разбрызгивание металла при варке;
• плохая отделимость шлака от шва.

Сварки в атмосфере из инертного газа не обладает заметными недостатками и считается наилучшим методом соединения алюминиевых деталей.

Нагрев алюминиевого изделия

Метод прогрева алюминиевых деталей подбирается индивидуально. Изделия сравнительно небольших размеров можно прогреть при помощи электрического паяльника и залудить припоем и флюсом для пайки меди. Для более массивных деталей имеет смысл использовать другой способ пайки алюминия с применением газовой горелки или паяльной лампы.

При прогреве детали следует:

1. Контролировать температуру нагреваемого изделия.
   Узнать текущую температуру поверхности детали можно, прикоснувшись к ней прутком припоя. Когда проволока припоя алюминия начинает плавиться следует уменьшить нагрев и приступать к непосредственной пайке с применением активного флюса.
2. Следить за пламенем горелки.
   Струя горелки содержит смесь природного газа и кислорода, а потому должна быть ярко-синего цвета. Правильный состав пламени горелки позволяет алюминиевой детали меньше окисляться и не перегреваться.

Ключевые преимущества прогрева массивных алюминиевых изделий газовой горелкой представлены:

1. Низкой стоимость оборудования.
   Газовая горелка потребляет небольшое количество топлива и продается в любом строительном магазине.
2. Отсутствие неравномерного прогрева и напряжений внутри изделия.
   Детали, прогретые газовой горелкой, имеют ровный шов и не меняют геометрию из-за перегрева.
3. Легкий контроль рабочих температур.
   При слишком сильном нагреве металла следует уменьшить интенсивность пламени горелки.
4. Возможность проведения паяльных работ в домашних условиях.
   При прогреве металла горелкой нет едкого запаха, отсутствует ультрафиолетовое облучение кожи и не летят искры.

Заключение

Пайка алюминия флюсом – это достаточно нетривиальная задача. При соединении алюминиевых изделий следует соблюдать определенные нормы, а поверхность детали должна соответствовать многочисленным требованиям. При несоблюдении технологического процесса, сварной или паяный шов даст трещину и развалится.

Технология сварки алюминия зависит от массивности изделия. Небольшие детали, например, провода или посуда, хорошо ремонтируются электропаяльником, а большие прутья или трубы следует прогревать при помощи газовой горелки или паяльной лампы.

Пайка алюминия паяльником и газовой горелкой

Существует распространенное убеждение, согласно которому невозможно паять или лудить алюминий (а также сплавы на его основе) не имея для этого спецоборудования.

В качестве аргумента приводится два фактора:

1. при контакте с воздухом на поверхности алюминиевой детали образуется химически стойкая и тугоплавкая оксидная пленка (AL₂O₃), в результате чего создается препятствие для процесса лужения;
2. процесс пайки существенно осложняется тем, что алюминий расплавляется при температуре 660°С (для сплавов это диапазон в пределах от 500 до 640°С). Помимо этого металл теряет прочность, когда в процессе нагрева его температура поднимается до 300°С (у сплавов до 250°С), что может вызвать нарушение устойчивости алюминиевых конструкций.

Учитывая приведенные выше факторы, осуществить пайку алюминия обычными средствами действительно невозможно. Решить проблему поможет применение сильнодействующих флюсов, в сочетании с использованием специальных припоев. Рассмотрим подробно эти материалы.

Обычно в качестве основы легкоплавкого припоя используются: олово (Sn), свинец (Pb), кадмий (Cd), висмут (Bi) и цинк (Zn). Проблема в том, что алюминий в этих металлах практически не растворяется (за исключением цинка), что делает соединение ненадежным.

Применив флюс с высокой активностью и проведя должным образом обработку мест соединения, можно использовать припой на оловянно-свинцовой основе, но лучше отказаться о такого решения. Тем более, что паянное соединение на основе системы Sn-Pb обладает низкой устойчивостью к коррозии. Нанесение лакокрасочного покрытия на место пайки позволяет избавится от этого недостатка.

Для пайки алюминиевых деталей желательно использовать припой на основе кремния, меди, алюминия, серебра или цинка. Например 34A, который состоит из алюминия (66%), меди (28%) и кремния (6%), или более распространенный ЦОП-40 (Sn – 60%, Zn – 40%).

Припой отечественного производства – ЦОП-40

Заметим, что чем больше процентное содержание цинка в составе припоя, тем прочнее будет соединение и выше его устойчивость к коррозии.

Высокотемпературным считается припой, состоящий из таких металлов, как медь, кремний и алюминий. Например, как упомянутый выше отечественный припой 34A, или его зарубежный аналог «Aluminium-13» , в котором содержится 87% алюминия и 13% кремния, что позволяет осуществлять пайку при температуре от 590 до 600°С.

«Aluminium-13» производства компании Chemet

При выборе флюса необходимо учитывать, что не каждый из них может быть активным к алюминию. Мы можем порекомендовать использовать в таких целях продукцию отечественного производителя – Ф-59А, Ф-61А, Ф-64, они состоят из фторборатов аммония с добавлением триэтаноламина. Как правило, на пузырьке есть пометка – «для алюминия» или «для пайки алюминия».

Флюс отечественного производства

Для высокотемпературной пайки следует приобрести флюс, выпускаемы под маркой 34А. Он состоит из хлористого калия (50%), хлорида лития (32%), фторида натрия (10%) и хлористого цинка (8%). Такой состав наиболее оптимален, если производится высокотемпературная пайка.

Рекомендуемый флюс для паки при высокой температуре

Подготовка поверхности

Прежде чем начинать лужение, необходимо выполнить следующие действия:

• обезжирить поверхность при помощи ацетона, бензина или любого другого растворителя;
• удалить оксидную пленку с места, где будет производится пайка. Для зачистки используется наждачная бумага, абразивный круг или щетка с щетиной из стальной проволоки. В качестве альтернативы можно применить травление, но эта процедура не так сильно распространена в силу своей специфичности.

Следует учитывать, что полностью оксидную пленку удалить не получится, поскольку на очищенном месте моментально появляется новое образование. Поэтому зачистка производится не с целью полного удаления пленки, а для уменьшения ее толщины, чтобы упростить флюсу задачу.

Нагрев места пайки

Для пайки небольших деталей можно воспользоваться паяльником мощностью не менее 100Вт. Массивные предметы потребуют более мощного нагревательного инструмента.

Паяльник мощностью 300 Вт

Наиболее оптимальный вариант для нагрева — использование газовой горелки или паяльной лампы.

Простая газовая горелка

При использования горелки в качестве нагревательного инструмента следует учесть следующие нюансы:

• нельзя перегревать основной металл, поскольку он может расплавиться. Поэтому в процессе необходимо регулярно контролировать температуру. Делать это можно, касаясь припоем нагреваемого элемента. Расплавление припоя даст знать, что достигнута необходимая температура;
• не следует использовать кислород для обогащения газовой смеси, поскольку он способствует сильному окислению металлической поверхности.

Инструкция по пайке

Процесс пайки алюминиевых деталей не имеет своих отличительных особенностей, он осуществляется также как со сталью или медью.

Алгоритм действий следующий:

• обезжиривается и зачищается место пайки;
• производится фиксация деталей в нужном положении;
• нагревается место соединения;
• прикасаются стержнем припоя (содержащим активный флюс) к месту соединения. Если используется безфлюсовый припой, то для разрушения пленки оксида наносится флюс, после чего трут твердым куском припоя по месту пайки.

Для разрушения пленки оксида алюминия также используется щетка со щетиной из стальной проволоки. При помощи этого простого инструмента производят растирание расплавленного припоя по алюминиевой поверхности.

Пайка алюминия — полная видео инструкция
https://www.youtube.com/watch?v=ESFInizLE9U

Что делать при отсутствии нужных материалов?

Когда нет возможности подготовить все необходимые для пайки материалы, можно использовать альтернативный способ, при котором применяется припой на оловянной или оловянно-свинцовой основе. Что касается флюса, то он заменяется канифолью. Чтобы не образовывалась новая пленка оксида алюминия на месте старой, зачистка производится под слоем расплавленной канифоли.

Паяльник, помимо своего прямого назначения, будет использоваться как инструмент, разрушающий оксидную пленку. Для этого на его жало надевается специальный скребок. Увеличить результативность процесса можно, добавив в канифоль металлических опилок.

Процесс производится следующим образом:

• нагретым луженым паяльником расплавляют канифоль в месте пайки;
• когда канифоль полностью покрывает поверхность, начинают тереть об нее жалом паяльника. В результате этого металлические опилки и жало разрушают пленку оксида алюминия. Поскольку слой расплавленной канифоли не позволяет проникать воздуху к алюминиевой поверхности, на ней не образовывается оксидная пленка. По мере того, как производится разрушение пленки, будет происходить лужение детали;
• когда процесс лужения завершен, детали соединяют и прогревают, пока не будет достигнута температура плавления припоя.

Необходимо предупредить, что процесс пайки алюминия без специальных материалов — довольно хлопотный процесс без гарантии успешного завершения. Поэтому лучше не тратить на такую работу свои силы и время, тем более, что качество и надежность такого соединения будут сомнительными.

Гораздо проще купить активный флюс и высокотемпературный припой, при помощи которых пайка алюминия даже в домашних условиях не вызовет затруднений.

Особенности пайки алюминия в домашних условиях

Алюминий – легкий прочный металл, применяемый в промышленных, хозяйственных, технических отраслях и электронике. Есть мнение, что его можно паять только с помощью специального оборудования, и в быту такая операция невыполнима. Но многие пользователи сталкивались с ситуациями, когда нужно создать герметичное соединение (например, запаять кастрюлю). Такая возможность существует и пайка алюминия в домашних условиях – реальность. Необходимо только знать технологию и иметь под рукой определенные элементы.

Информация о технике пайки алюминия

Способность металла создавать на своей поверхности прочную оксидную пленку является основной проблемой при производстве пайки. Ее невозможно удалить механическим путем с помощью зачистки, так как процесс образования новой пленки занимает по времени менее секунды. Такое препятствие не позволяет произвести лужение поверхности, потому что является тугоплавким, а основной материал (алюминий) обладает температурой плавления в 660(сплавы еще меньше).

Чтобы решить возникшую задачу, необходимо применение специальных флюсов и припоев. Может понадобиться дополнительное нагревание поверхности на газовой плите или посредством паяльной лампы.

Пайка алюминия своими руками может производиться с помощью обычного паяльника мощностью 100 и более Ватт либо газовой горелки. Второй вариант используется при обработке больших площадей и длинных стыков. Но нельзя допустить перегрева основной детали, потому что она может расплавиться или получить деформацию (изменение геометрии).

Функции, выполняемые флюсом

Чтобы алюминий или его сплав вступил во взаимодействие с припоем, нужно разрушить пленку на его поверхности в месте будущего соединения. Эту функцию выполняет флюс – вещество способное:

• удалять оксидные образования;
• нормализовать поверхностное натяжение металла;
• улучшать распределение припоя.

При выборе флюса необходимо внимательно изучить прилагаемую аннотацию. В ней указывается, для какого металла предназначено изделие и вид припоя, с которым оно взаимодействует наиболее эффективно.

Из активных флюсов отечественного производства при пайке алюминия своими руками рекомендуются марки:

• Ф 61 – при работе с алюминиевыми сплавами и в низкотемпературных режимах.
• Ф 64 – для крупных и массивных деталей.
• Ф 34А – при использовании тугоплавких припоев, требующих применения высокой температуры.

Зарубежным аналогом, пользующимся популярностью в нашей стране, является Castolin Alutin 51L. Наибольшая эффективность достигается при взаимодействии с припоями той же фирмы.

Припой, его назначение и критерии выбора

Припой – материал, используемый для соединения металлических деталей или заготовок, а также для восстановления целостности поверхности. Температура его плавления ниже, чем у алюминия и разделяется на:

• низкую;
• среднюю;
• высокую.

Основное признание получили составы, работающие при средней и высокой температуре, потому что соединения, созданные на их основе, отличаются прочностью и долговечностью. Низкотемпературные припои могут разрушаться при перегревании изделия, поэтому применяются для спайки объектов, не предусматривающих значительного нагрева.

Составы, содержащие такие компоненты, как кремний, медь, алюминий, цинк, наиболее подходят для пайки алюминия. Среди них можно отметить ЦОП-40, 34А или импортный Aluminium 13.

Прочность соединения и его сопротивляемость коррозии находится в прямой зависимости от процентного содержания цинка в составе припоя.

Подготовительный этап

Прежде чем приступить к непосредственному процессу пайки алюминия, необходимо провести подготовку рабочего места, инструментов и самого материала:

• Подготовка рабочего места сводится к удалению лишних предметов, особенно при использовании газовой горелки или паяльной лампы.
• Заготовки должны быть надежно закреплены в тисах или струбцинах.
• Инструменты располагаются в легкодоступных местах на расстоянии вытянутой руки.
• Припой нужно заготовить в достаточном количестве, исключающем прекращение процесса пайки для его поиска и доставки.
• Алюминиевые заготовки в местах пайки зачищаются наждачкой или напильником, после чего обезжириваются ацетоном или бензином.
• При работе с крупными деталями, места соединения придется подогревать с помощью открытого огня, поэтому особое внимание следует уделить соблюдению мер пожарной безопасности.

Процесс пайки алюминия

После подготовки начинается работа по непосредственному спаиванию деталей. Процедура пайки алюминия паяльником выглядит следующим образом:

• зона спаивания обильно покрывается флюсом;
• раскаленное жало паяльника очищается путем погружения в канифоль;
• часть припоя наносится тонким слоем на место соединения (лужение);
• производится наложение основного слоя припоя.

После окончательного застывания, место обработки протирается влажной губкой и шлифуется инструментом с абразивной поверхностью.

Несколько иначе происходит пайка алюминия газовой горелкой. Заготовки должны быть разогреты по всей поверхности, иначе эффективного соединения не достигнуть. Используется проволочный припой, расплавляемый пламенем газовой горелки непосредственно на стыке деталей. Предварительно место соединения обрабатывается флюсом.

Важным моментом является использование индивидуальных средств защиты от вдыхания паров флюса. Лучше всего использовать респиратор и обеспечить хорошее проветривание рабочего пространства.

Видео по теме: Пайка алюминия

Пайка алюминия в домашних условиях – чем и как паять, флюсы, припои

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

Пайка алюминия с использованием пропановой горелки

Особенности процесса

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

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

Подготовленные к пайке дюралевые детали

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

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

Характеристики флюсов для пайки мягкими припоями

Состав флюсов, применяемых для пайки алюминия

Используемые материалы

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Подготовка деталей

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

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

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

Зачистка поверхностей перед пайкой с помощью шлифовальной насадки на болгарку

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

Источники нагрева

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

Удобная в использовании газовая паяльная лампа

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

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

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

Технологические приемы пайки

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

Процесс пайки деталей из алюминиевого сплава

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

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

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

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

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

Сфера применения процесса

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

При работе с тонким листовым алюминием пайка позволяет избежать деформацию материала

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

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

Отремонтированный в домашних условиях автомобильный радиатор

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

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

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

Использование подручных средств

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

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

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