Паяння алюмінієвих трубок. Паяння алюмінію оловом. Який паяльник підійде

Процедура паяння алюмінієвих елементів у домашніх умовах є дуже проблематичним процесом, який полегшується використанням спеціальних матеріалів. Робота ускладнюється моментальною появою на місці зачистки тонкої оксидної плівки, що заважає спайку. Додаткову складність створює сам матеріал, що має низький температурний поріг плавлення (+660 ° С). Застосовуючи припій для паяння алюмінію, особливі сильнодіючі флюси та дотримуючись технології, можна самостійно паяти практично будь-які предмети з алюмінію.

Особливості та принципи паяння

Низька температурна величина плавки металу ускладнює технологічний процес спаювання, а також ремонту виробів своїми руками. Деталі дуже швидко втрачають при нагріванні міцність, а конструкції знижують стійкість при досягненні температури 300 градусів. Легкоплавкі припої, що складаються з вісмуту, кадмію, індії, олова важко вступають у контакт з алюмінієм і не забезпечують достатньої міцності. Відмінна розчинність спостерігається у металу у поєднанні з цинком, що надає спаяним місцям високу надійність.

Перед початком спаювання елементи з алюмінію добре зачищаються від оксидів, бруду.Для цього можна застосовувати механічну дію за допомогою щіток або використовувати спеціальні флюси з сильнодіючого складу. Перед самою процедурою слід обов'язково залудити ділянки, що обробляються. Олов'яне покриття захистить деталь від появи оксидів. Щоб надійно припаяти алюмінієві вироби необхідно правильно підібрати нагрівальний інструмент, враховуючи обсяг металу, що обробляється. Крім цього, надійність з'єднання залежить від того, який вибраний сплав, а також флюс для паяння алюмінію.

Методи паяння

Спаювання алюмінієвих виробів проводиться паяльником електричного типу, паяльною лампою або газовим пальником. Існують три способи спаювання різноманітних предметів з алюмінію:

• з каніфоллю;
• із застосуванням припоїв;
• електрохімічний метод

З каніфоллю

Цей варіант паяння алюмінієвих предметів, дротів, кабелів застосовується для деталей невеликого розміру. Для цього зачищена ділянка електропроводу покривається каніфоллю і поміщається на шматочок шліфувальної шкурки, що має середню зернистість. Зверху провід притискається луженим жалом нагрітого паяльника. Ця дія проводиться кілька разів, після чого виконується сама процедура спаювання електропроводів. Можна застосовувати каніфольний розчин у діетиловому ефірі.

У такому випадку кінець паяльника не віднімається від кінця, що залужується, а зверху додається каніфоль. Для з'єднання скручуванням тонких алюмінієвих проводів підійде електропаяльник з потужністю близько 50 Вт. При товщині алюмінію близько 1 мм потрібен паяльник 100 Вт, а деталі більше 2 мм вимагають попереднього прогріву місця з'єднання.

Із застосуванням припоїв

Даний метод найбільш поширений і застосовується в електротехніці, ремонті автомобільних деталей, а також інших виробів. Перед тим як паяти алюміній, проводиться попереднє покриття місця, що запаюється, сплавом і подальше з'єднання опромінених елементів. Деталі, попередньо залужені, з'єднуються між собою, а також з іншими металами і сплавами.

Паяння елементів можна проводити за допомогою легкосплавних припоїв, що мають у складі олово, цинк та кадмій. Крім того, активно використовуються тугоплавкі матеріали на основі алюмінію. Чому застосовуються легкосплавні склади? Тому що вони дозволяють спаяти алюмінієвий виріб за температури до 400 градусів. Це не робить якісних змін властивостей металу та зберігає його міцність. Склади з кадмієм і оловом не створюють достатню надійність контакту, схильні до корозійних впливів. Цих недоліків позбавлені тугоплавкі матеріали з цинком, міддю, кремнієм на основі алюмінію.

Електрохімічний метод

Ця процедура потребує встановлення для виконання гальванічного покриття. З її допомогою проводиться уповільнення поверхні виробу або дроту. За її відсутності використовується самостійна обробка деталі. Для цього на зачищене шліфувальною шкіркою місце наноситься кілька крапель насиченого розчину мідного купоросу. Після цього до виробу, що обробляється, підключається негативний полюс незалежного джерела електроживлення.

Їм може послужити батарейка, акумулятор або будь-який електричний випрямляч. До позитивного висновку приєднується очищений мідний провід діаметром близько 1 мм, розташований в ізольованій підставці. У процесі електролізу на деталь поступово осідатиме мідь, після чого проводиться лудіння ділянки, сушіння за допомогою електропаяльника. Після цього можна легко запаяти залужене місце.

Припої, матеріали, флюси

Пайка алюмінію оловом виконується за умови застосування високоактивних флюсів, а також хорошої зачистки ділянок деталей. Такі олов'яні сполуки вимагають додаткового покриття спеціальними складами, оскільки мають невисоку міцність та слабкий захист від корозійних процесів.

Чим паяти алюмінієві елементи? Якісні паяні сполуки виходять при використанні припоїв із кремнієм, алюмінієм, цинком, а також міддю.Ці матеріали випускаються як вітчизняними, і багатьма зарубіжними фірмами-виробниками. Вітчизняні марки прутків представлені припоями ЦОП40, що найбільш використовуються, які по гост мають у складі 60 % олова і 40 % цинку, а також 34А (алюміній – 66 %, кремній – 6 %, мідь – 28 %). Цинк, що використовується, надає високу міцність місцю контакту і забезпечує хорошу корозійну стійкість. До імпортних низькотемпературних сплавів із відмінними характеристиками відноситься HTS-2000, який забезпечує максимальну зручність у застосуванні.

Ці сплави застосовуються для роботи з великогабаритними деталями (радіатори, труби) з високим тепловідведенням за допомогою грілки або предметів з алюмінієвих сплавів, що мають досить високотемпературне плавлення. Ремонтники-початківці можуть ознайомитися з процесом спаювання, переглянувши навчальне відео. Це допоможе уникнути багатьох неприємних нюансів у процесі роботи.

Крім припоїв, алюмінієва пайка вимагає застосування спеціальних флюсів, які мають у складі фторборат амонію, цинку, а також триетаноламін та інші елементи. До найпопулярніших належить вітчизняний Ф64, що має підвищену хімічну активність. Його можна застосовувати навіть без попереднього зачищення виробів від оксидної плівки. Крім нього, використовується 34А, що містить хлориди літію, калію та цинку, а також фторид натрію.

Підготовка виробів

Надійність, а також відмінна якість з'єднань забезпечується не тільки використанням правильної технології, а й підготовчих робіт. До них відноситься обробка запаюваних поверхонь. Вона необхідна для видалення забруднень та тонкої оксидної плівки.

Механічну обробку виконують за допомогою шліфувальної шкірки, металевої щітки, дротяної нержавіючої сітки або шліфувальної машинки. Крім цього, використовуються для очищення різноманітні кислотні розчини.

Знежирення поверхні виконується з використанням розчинників, а також бензину або ацетону. На зачищеному алюмінієвому ділянці оксидна плівка з'являється практично відразу, проте її товщина значно нижча за початкову, що полегшує паяльний процес.

Нагрівальні інструменти

Чим паяти алюміній у домашніх умовах? Для припаювання алюмінієвих виробів невеликого розміру будинку застосовують електропаяльники. Вони є універсальним інструментом, цілком зручним для припаювання дротів, ремонту маленьких трубок та інших елементів. Для них потрібний мінімум робочого простору, а також наявність електромережі. Ремонт великогабаритних виробів та зварювання виконується газовим пальником, який використовує аргон, бутан, пропан. Для паяння алюмінієвих предметів у домашніх умовах можна використовувати стандартну паяльну лампу.

При використанні газових пальників необхідно постійно стежити за їх полум'ям, яке характеризує збалансовану подачу кисню та газів. При правильній газовій суміші вогненний язичок має яскраво-синій колір. Неяскравий відтінок, а також невелике полум'я свідчать про надлишок кисню.

Технологічний процес

Технологія паяння алюмінієвих предметів схожа на процес з'єднання деталей інших металевих матеріалів. Насамперед проводиться зачистка та знежирення місць майбутньої спайки. Потім елементи, що з'єднуються, встановлюються в робоче положення для зручності обробки. На підготовлену ділянку наноситься флюс, і, спочатку холодне, виріб починає нагріватися за допомогою електропаяльника або пальника. При підвищенні температури починає плавитися пруток припою, яким потрібно постійно торкатися поверхні елементів, контролюючи нагрівальний процес. Паяння алюмінієвих елементів в домашніх умовах електричним паяльником виконується в кімнаті з хорошим провітрюванням, оскільки при роботі виділяються небезпечні з'єднання.

Використання безфлюсового припою потребує дотримання деяких нюансів. Щоб оксидна плівка не заважала попаданню сплаву на деталі, кінцем дроту виконуються дряпаючі рухи по ділянці спаювання елементів. Цим порушується оксидна цілісність і припій входить у контакт з оброблюваним металом.

Руйнування оксидного шару під час паяння можна виконувати й іншим методом. Для цього оброблювана ділянка подряпується металевою щіткою або прутком зі сталі нержавіючого типу.

Для забезпечення максимальної міцності алюмінієвих деталей в місці, що спаюється, оброблювані ділянки піддаються попередньому лудіння. Дотримання технології паяння елементів з алюмінію гарантує відмінну якість з'єднання, а також захист від корозії.

Незважаючи на те, що в сучасному будівництві при виробництві електротехнічних робіт алюмінієві кабелі все частіше витісняються мідними, алюміній залишається незамінним матеріалом для виготовлення проводів і кабелів великого перерізу.

Причини цього лежать на поверхні – питомий електричний опір алюмінію більший, ніж у міді приблизно в півтора рази, а об'ємна вага менша втричі.

При великому перерізі провідника, коли вага важливіша за міцність, вибір на користь алюмінію очевидний. Площа перерізу алюмінієвого провідника буде більшою, ніж у мідного в півтора рази, і при цьому алюмінієвий все одно буде вдвічі легшим за мідний. Для з'єднання проводів серед інших методів застосовують паяння.

Проблемою при використанні алюмінієвих провідників є їхнє швидке окислення. Плівка оксиду чинить значну перешкоду проходженню електричного струму при з'єднаннях. Для цього скручування алюмінієвих проводів пропаюють.

Паяти алюмінієві дроти в розподільчій коробці можна, користуючись паяльником або газовим пальником. Застосовувати паяльник складніше через неможливість точно здійснити нагрівання до необхідної температури. А для алюмінію перегрів так само неприйнятний, як недогрів.

Метал має велику теплопровідність, і ізоляція на великій ділянці від місця паяння може просто оплавитися.

Газовим пальником регулювати температуру нагріву простіше, але нею довго здійснювати підготовку поверхні. Тим не менш, саме пальник потрібно буде застосовувати, якщо необхідно припаяти будь-які масивні деталі один до одного. У будь-якому випадку, при паянні алюмінієвих проводів потрібна їхня підготовка.

Попередня обробка

Складність при паянні полягає в тому, що сам алюміній є дуже легкоплавким матеріалом (660 ℃) і при необережному нагріванні може розплавитися.

Ще одним фактором, що ускладнює паяння алюмінієвих проводів, є швидке окислення на повітрі.

Окисна плівка на поверхні матеріалу надійно захищає алюміній від впливу різноманітних зовнішніх факторів, але ж вона перешкоджає адгезії припою з матеріалом, і її потрібно обов'язково видаляти.

Механічно зняти плівку оксиду у звичайних умовах практично неможливо. Матеріал моментально окислюється та покривається новою плівкою. Можна механічно видалити окисну плівку під шаром олії.

Але масло перед цим потрібно прожарити до 200 ℃, щоб видалити з нього активний кисень, який може бути там присутній. Цей спосіб дуже незручний у домашніх умовах та трудомісткий.

Тому кінці алюмінієвих провідників необхідно облудити перед паянням. Використання каніфолі або більшості інших флюсів не дасть результату через високу хімічну стійкість оксидної плівки. Вона розчиняється навіть органічними кислотами.

Щоб облудити дроти, необхідно використовувати одночасно спеціальний флюс та механічний спосіб.

Звичайно ж, робити це треба до того, як дроти скручені, інакше механічно очистити всю поверхню дроту не вдасться. Тільки облужені кінці можна скрутити один з одним і спаяти.

Робота паяльником

Для того, щоб запаяти алюміній паяльником, існує кілька способів, суть яких полягає в тому, щоб проводити очищення відразу під шаром флюсу при безпосередньому контакті з розплавленим припоєм.

Перший спосіб полягає в тому, що алюмінієві провідники, перед тим як припаювати, зачищають гарячим облуженим паяльником, використовуючи суміш каніфолі і сталевих тирси.

Тирса надають абразивну дію, каніфоль видаляє всі домішки і відразу ж очищені ділянки покриваються припоєм, який повинен бути на жалі паяльника.

Другий спосіб передбачає зачистку алюмінієвого дроту про наждачний папір середньої зернистості безпосередньо під впливом гарячого паяльника з припоєм і флюсом.

Газовим пальником

Обробка газовим пальником проводиться, коли деталі знаходяться в такому положенні щодо один одного, при якому вони експлуатуватимуться. Обробка плавно переходить у сам процес паяння.

Відбувається це так:

• пальником нагріваються поверхні алюмінієвих деталей;
• досягнення температури, при якій метал відновлюється з оксиду, плівка механічно зчищається;
• під впливом полум'я деталі покриваються флюсом, і до зони паяння вноситься припій.

Якщо деталі товсті, кромки їх необхідно обробити під кутом 45°. Зазвичай розігрів відбувається до температури плавлення олова, коли припій розтікається і заповнює жолобок скручування.

Відмінності технології при використанні флюсу

Завдяки досягненням сучасної науки та техніки, отримані склади, які активно розчиняють оксидну плівку та захищають матеріал від подальшого окислення.

Прикладами таких препаратів можуть бути склади з маркуванням Ф-59А і Ф-61А. Літера А означає, що ці склади призначені для паяння алюмінію.

При використанні цих флюсів паяння алюмінієвих дротів значно полегшується. Досить просто обробити флюсом вже готове скручування, навіть не нагріваючи її, а потім, прогрівши паяльником або пальником, накласти припій.

Він розтечеться по всій поверхні проводів і добре прилипне, забезпечуючи міцне та електропровідне паяне з'єднання.

Особливості паяння багатожильних проводів

Багатожильні дроти необхідно паяти тільки із застосуванням спеціального флюсу, тому що механічна обробка їх практично неможлива. Технологія паяння відрізняється тим, що кожен проводок потрібно спочатку добре обробити флюсом.

Для цього пучок доведеться розкрутити та розпушити. Після обробки кожен тонкий проводок жили покривають припоєм і скручують джгут. Після цього роблять скручування двох кінців і пропаюють її.

Чи можна поєднувати з міддю

Нерідко виникають ситуації, коли необхідно з'єднати алюмінієвий провід із мідним. Це, мабуть, єдиний випадок, коли пайка не може використовуватись.

Вся річ у самому алюмінії. Він взагалі не може припаюватися до інших металів через свої фізичні та хімічні властивості. При з'єднанні з міддю безпосередньо між цими двома активними металами виникає електрохімічна корозія, яка швидко знищить з'єднання.

А якщо їх спаяти, використовуючи нейтральний до обох матеріалів припій, різний коефіцієнт температурного розширення металів швидко зруйнує спаяний контакт. Адже при проходженні струму через провідник він обов'язково буде нагріватися, а після відключення - остигати.

Техніка безпеки

При паянні алюмінієвих проводів зводиться до дотримання загальних запобіжних заходів при роботі з електричними нагрівальними приладами, з відкритим полум'ям і з агресивними рідинами, прикладом яких можуть стати флюси.

Неприпустимим є використання несправних паяльників з порушеною ізоляцією, з потужністю більш необхідною.

Забороняється використання пальників поблизу легкозаймистих предметів. При роботі у приміщеннях має бути правильно організована примусова вентиляція.

Складності при спаюванні дротів з алюмінію

Основною складністю при спайці дротів з алюмінію, як зазначено вище, є наявність оксидної плівки на металу. Боротьба з нею сильно уповільнює процес паяння.

А якщо врахувати, що дроти з алюмінію зараз використовуються в основному для прокладання зовнішньої силової проводки, стає очевидним, що звичайним паяльником та наждачним папером у цьому випадку не обійтися. Для з'єднання таких дротів все частіше застосовується зварювання.

Алюміній відрізняється високою міцністю, є гарним провідником тепла та електрики. Він відрізняється невеликою питомою вагою, зручний для обробки, безпечний з погляду екології. Однак всі ці позитивні якості створюють майже непереборні перешкоди при вирішенні завдання, як паяти алюміній у домашніх умовах паяльником. Традиційними способами це зробити не можна, тому доводиться користуватися спеціальними методами зварювання та оптимально підібраними матеріалами.

Технічні труднощі паяння виробів та деталей з алюмінію

Паяти алюмінієві конструкції та інші елементи завжди досить складно, особливо, якщо це виконується вдома майстрами-початківцями, які не до кінця вивчили процес. В основному таке паяння виконується промисловими способами на спеціальному устаткуванні. Тим не менш, цілком можливо створити найбільш підходящі умови для зварювання деталей, виготовлених з алюмінію.

Для досягнення цієї мети необхідно обов'язково вирішити кілька проблем технічного характеру:

• Найбільше неприємностей при пайці завдає окислення у вигляді плівки, що виникає на поверхні в результаті контакту алюмінію та повітря. Навіть якщо метал підготовлений, наліт на ньому утворюється практично відразу після цього. Подібне плівкове покриття створює перешкоди сполучному процесу та додає безліч проблем у процесі лудіння та спаювання. У цій ситуації звичайні типи не годяться, оскільки вони не дають гарантії якісного з'єднання. Плівка видаляється або фізико-механічним шляхом або за допомогою сильнодіючих хімічних речовин.
• Слід врахувати і високі показники температури, коли алюміній починає плавитися. Максимально вона досягає 600 0 С. Виникає різниця температур між металом, що спаюється, і його плівкою, що викликає складності в процесі пайок.
• Через температурний режим, алюміній у процесі розігріву починає помітно втрачати свою міцність. Цей момент настає вже при нагріванні матеріалу, що зварюється до 250-300 градусів. Деякі алюмінієві сплави містять компоненти, температура яких має відмінності з основним металом.
• Слабка взаємодія алюмінію з традиційними видами припоїв, що складаються переважно з олова, кадмію та інших елементів. Це призводить до недостатніх характеристик міцності і надійності створюваних швів. Проблема як спаяти, вирішується за допомогою спеціальних припоїв, що містять цинк, який, у свою чергу, добре контактує з алюмінієм і проникає до нього. Відбувається зчеплення, що виходить на молекулярний рівень, забезпечуючи необхідну міцність з'єднання.

Підготовка до паяння алюмінієвих деталей

Велике значення надається підготовці алюмінію до майбутнього паяння.

Для цього існує кілька способів, що забезпечують надійність з'єднання:

• Ділянка з'єднання попередньо знежирюється та обробляється каніфоллю. Після того, як речовина нанесена на поверхню, сюди ж укладається наждачна шкірка. Далі потрібно увімкнути потужний паяльник і щільно притиснути їм наждачку до поверхні.
• Після цього поверхня затирається та шліфується, а саме місце з'єднання одночасно піддається лудженню. На підготовлену поверхню встановлюється алюмінієва деталь, яку можна припаювати вже за звичайною схемою. При необхідності каніфоль може бути замінена маслом, що використовується в швейних машинах.
• У другому варіанті каніфоль додається металева стружка, після чого отримана суміш наноситься на поверхню місця майбутнього з'єднання. Жало паяльника потрібно добре розігріти і залудити, а потім натирати їм всю робочу поверхню деталей, що спаюються до тих пір, поки не розплавиться стружка. Одночасно сюди ж додається припій. У цьому випадку відбувається зняття окису механічним шляхом, а припій відразу потрапляє на поверхню і захищає її від повторної появи оксидної плівки.
• Третій спосіб полягає в попередньому очищенні поверхні. З цією метою використовується мідь, з якої видаляється оксидна плівка. Даний метод відноситься до найбільш складних, оскільки зменшення поверхні повинно виконуватися у спеціальній ванночці.

Вибір припою та флюсу для алюмінію

Припої на основі олова та свинцю можуть використовуватися для зварювання дротів, елементів та деталей з алюмінію за умови їх ретельного очищення. Таке паяння має здійснюватися з використанням спеціальних флюсових розчинів, що складаються з високоактивних речовин. Однак, такі сполуки мають недостатню міцність через слабку взаємодію алюмінієвих виробів з оловом і свинцем, схильність до утворення корозії. Тому у вигляді антикорозійного покриття поверхонь із цього металу застосовуються спеціальні склади.

До таких складів відносяться припої з вмістом міді, цинку, алюмінію та кремнію. Вони виробляються як у нашій країні, так і за кордоном. Серед вітчизняних марок найбільшого поширення набув ЦОП-40, вміст якого становить 40% цинку та 60% олова, а також з'єднання 34А з алюмінієм (66%), міддю (28%) та кремнієм (6%). Вміст цинку впливає як на міцність алюмінієвих контактів, а й у їх стійкість до корозії.

З усіх відомих припоїв мінімальної температури, при якій вони починають плавитися, мають склади на олов'яно-свинцевій основі. Найвища температура плавлення належить сполукам з алюмінієво-кремнієвою структурою, а також з алюмінієм, міддю та кремнієм. Подібні види припоїв у першому випадку розплавляються при досягненні температури 590-600 градусів, а в другому – за 530-550 градусів. Вони вибираються для кожного конкретного випадку, коли деталі з'єднуються з великими габаритами, з хорошим тепловідведенням або тугоплавкі алюмінієві з'єднання.

Технологічні процеси нерозривно пов'язані зі спеціальними видами флюсів, що застосовуються для якіснішої взаємодії всіх компонентів зварювання.

Вибір найбільш відповідного матеріалу вважається досить складним заходом. Це особливо важливо, коли в робочому процесі використовується припій на свинцевій олов'яно основі. До структури таких флюсів включені елементи, що формують його підвищену активність при взаємодії з алюмінієм. Серед них можна відзначити триетаноламін, фторборат амонію, цинку фторборат та інші аналогічні складові.

Однією з найпопулярніших флюсових речовин російського виробництва вважається речовина марки Ф64, що відрізняється високою активністю. Якість даного з'єднання дозволяє припаяти металеві деталі з алюмінію, не знімаючи оксидне тугоплавке покриття, розташоване на поверхні.

Спаювання компонентів з алюмінію

Порядок дій та технічний процес зварювання алюмінію такий самий, як і для інших видів кольорових металів.

Серед домашніх майстрів найчастіше використовуються такі два варіанти:

• Високотемпературне паяння, що використовується для зварювання елементів з великими розмірами. До цієї категорії входять алюмінієві конструкції з товстими стінками та збільшеною масою, для розігріву яких потрібна температура 550-650 0 С.
• Паяння при знижених температурах, що становлять 250-300 0 С, якого цілком вистачає для монтажу проводів радіоелектронної апаратури та зварювання дрібних предметів, що використовуються у повсякденному житті. У такому ж режимі з'єднуються і алюмінієві дроти будь-якої електромережі.

З'єднання у режимі високих температур відбувається з використанням спеціальних нагрівальних елементів. Одним із них є пальник, для роботи якого потрібен газ у вигляді пропану або бутану. Якщо ж такий пальник відсутній, домашні фахівці користуються різними типами паяльних ламп. Зварювання при високій температурі вимагає постійного контролю над ступенем нагрівання поверхонь деталей, що з'єднуються. Для цього в невеликій кількості береться один із тугоплавких припоїв, і після того, як він почне плавитися, можна говорити про досягнення потрібної температури. У цьому випадку розігрів деталі припиняється, інакше вона просто розплавиться та зруйнується.

Спаювання при зниженій температурі здійснюється електропаяльником на 100-200 Вт. Потужність паяльника залежить від величини компонентів, що з'єднуються: чим більше деталь, тим більше продуктивний паяльник буде потрібно для того, щоб її розігріти. Провідники легко поєднуються паяльником потужністю 50 Вт.

Незалежно від температурного режиму з'єднання виконуються однаково, а всі дії виконуються в наступному порядку:

• Місце майбутнього з'єднання деталей чи кабелів обробляється механічним способом. Для цього використовуються будь-які засоби для чищення, що послаблюють окислювальний наліт, забезпечуючи більш повну взаємодію з флюсовою речовиною.
• Місце з'єднання потрібно знежирити ацетоном, бензином, спиртом та іншими органічними розчинниками.
• Перед тим, як паяти алюміній паяльником або пальником у домашніх умовах, деталі міцно фіксуються в найбільш зручному положенні.
• Нанесення флюсу складає підготовлену площину. Якщо речовина застосовується в рідкому вигляді, то вона наноситься пензликом.
• Точка з'єднання розігрівається за допомогою електричного паяльника достатньої потужності або газовим пальником. Далі сюди наноситься розплавлений припій і розподіляється рівним шаром.
• Металеві поверхні з'єднуються та фіксуються у потрібному положенні.
• Після остигання припою та схоплювання деталей, місце з'єднання промивається проточною водою. Залишки флюсу вимиваються і надалі не викликають корозії.

Алюміній відноситься до металів, що погано піддаються пайці. Це зумовлено його схильністю до утворення на поверхні виробів міцної плівки оксиду, що перешкоджає змочування деталі розплавленим припоєм.

Одна тільки механічна зачистка поверхні не допомагає, оскільки новий оксид утворюється миттєво після зняття старого. З цієї причини, для паяння алюмінію застосовують спеціальні флюси та дотримуються особливої ​​технології.

Зазвичай паяння алюмінію застосовується в тих випадках, коли деталі, що з'єднуються, досить малі і застосування аргонового зварювання неможливо, або вона відсутня. Один із прикладів застосування паяння – з'єднання електричних проводів із різних матеріалів.

Нерідко практично доводиться виробляти з'єднання мідних і алюмінієвих проводів. Виконувати такі з'єднання скруткою не можна, тому що ця пара металів утворює осередок електрохімічної корозії. У цьому випадку, відмінним варіантом з'єднання може бути паяння алюмінію з міддю.

Таку операцію можна виконати звичайним м'яким свинцево-олов'яним припоєм, але при цьому слід використовувати спеціальний флюс для паяння алюмінію. Процедура повинна виконуватись у наступній послідовності:

Отримане таким чином з'єднання можна сміливо закладати у стіну, прослужить воно дуже довго.

Зняття оксидної плівки

Зазвичай за наявності хорошого флюсу, спеціально призначеного для паяння алюмінію, застосування яких-небудь особливих хитрощів не потрібно, достатньо зробити механічну зачистку і змочити поверхню, що паяється флюсом.

Також можливе застосування алюмінію. Використовують соляну кислоту, в якій розчинений цинк (паяльна кислота), застосовують флюси на основі ортофосфорної кислоти.

Але якщо такий флюс відсутній або через погану якість не забезпечує паяння, можна піти іншим шляхом. Є кілька способів видалення окисної плівки для успішного лудіння заготовки.

У каніфолі

Алюмінієвий провід або іншу деталь можна звільнити від окисної плівки, зануривши її в . Для цього можна або розплавити її або приготувати спиртовий розчин.

Зануривши деталь у каніфоль, гострим ножем потрібно зіскребти плівку оксиду. Шар каніфолі перешкоджає доступу повітря та утворенню нового оксиду. Після цього деталь можна залудити, використовуючи розігрітий паяльник із припоєм.

Абразивним порошком

За відсутності флюсу та каніфолі паяння алюмінію можна зробити таким чином. Готується паста, що складається з порошку абразиву та трансформаторної олії.

Як абразив можна також використовувати дрібну металеву тирсу. Заготівля покривається цим складом, після чого натирається гарячим паяльником із припоєм.

В результаті цього зерна абразиву або металевої стружки знімають плівку, а поверхня тут же без доступу повітря змочується припоєм. Після лудіння виріб можна легко запаяти.

Хімічний спосіб очищення

По суті, цей спосіб є не чим іншим, як уповільненням алюмінієвої поверхні. Виконується він в такий спосіб.

Ту частину алюмінієвої заготовки, яку належить покрити шаром міді, змочують розчином мідного купоросу. Потім беруть джерело постійного струму напругою 4,5 вольта.

Це може бути батарея або акумулятор. Алюмінієву деталь з'єднують з виходом мінусовим джерела живлення. До плюсової клеми приєднують мідний дріт, кінець якого заплутують у щетині зубної щітки.

В результаті гальванічної реакції поверхня алюмінію покривається тонким шаром міді, що дозволяє її паяти, якби це була мідна деталь.

Розігрів деталі

При паянні достатньо масивних деталей, потужності звичайного електричного паяльника може не вистачити, щоб набрати заготовку до потрібної температури.

Можна використовувати для розігріву алюмінію в домашніх умовах газовим пальником. Для цієї мети краще використовувати портативний пальник, що живиться від маленького газового балончика. При цьому працювати потрібно дуже обережно. Не можна перегріти основний метал до стану, коли він почне плавитися.

Також можна застосувати комбінований метод нагрівання. Наприклад, масивну алюмінієву деталь помістити на конфорку газової кухонної плити і запалити малий вогонь. У місці паяння можна орудувати електричним паяльником.

Все сказане про способи паяння алюмінію відноситься до різних сплавів на основі металу. Дещо відокремлена лише тема паяння силуміну. Цей матеріал є металом алюмінію, що містить кремній (грубо кажучи, пісок).

Паяння цього металу завдає особливих труднощів. Спроби спаяти силумін часто зазнають невдач.

Навіть після, здавалося б, вдалого паяння, виявляється, що з'єднання не має потрібної міцності і може зруйнуватися. Фахівці не радять паяти цей матеріал. Найкращий спосіб з'єднання цього сплаву – аргонодугове зварювання.

Високотемпературний процес

Промислові способи алюмінієвого паяння відрізняються застосуванням більш твердих припоїв, що містять алюміній. Для застосування такої технології потрібне заводське обладнання та наявність спеціальних флюсів.

Так, нагрівання та паяння заготовок проводиться у спеціальних печах тунельного типу. Процес паяння здійснюється в середовищі інертних газів за температури, що досягає 600 ℃. Ця технологія застосовується при виготовленні алюмінієвих радіаторів та теплообмінників сучасних автомобілів.

Думка про те, що дуже важко спаяти елементи, виготовлені з алюмінію або сплавів на його основі, багато в чому помилкова. Звичайно, якщо застосовувати для цього склади, призначені для роботи з міддю, латунню або сталлю, отримати позитивний результат практично неможливо. Спеціальні припої для паяння алюмінію значно спростять цей процес.

та сплавів на його основі

Труднощі, які виникають при паянні алюмінію, обумовлені його специфічними особливостями:

• високою стійкістю оксидної плівки на поверхні;
• низькою температурою плавлення;
• високою теплоємністю.

За температурними показниками, при яких виробляють пайку алюмінію, розрізняють два основні способи:

• низькотемпературний в діапазоні 150-300⁰С (м'яка пайка);
• високотемпературний - 390-580⁰С (тверда пайка).

Враховуючи особливості металу, виробники розробили спеціальні припої та флюси для паяння алюмінію.

Переваги паяння

Раніше для з'єднання алюмінієвих деталей використовували спеціальне аргонове зварювання. Для проведення таких робіт було необхідне дороге обладнання, та й використовувати його міг лише висококваліфікований спеціаліст. До того ж, у місці зварювання відбувалося руйнування металу в глибину.

Паяння алюмінію припоями і флюсами позбавлена ​​всіх перерахованих вище недоліків і має цілу низку переваг:

• Для скріплення деталей використовуються доступні пристрої.
• Роботи може виконувати навіть некваліфікований виконавець, тобто їх цілком можна виконати самостійно в домашніх умовах.
• Не порушується цілісність і структура деталей, що з'єднуються.
• При правильному дотриманні технології паяння механічна міцність з'єднання не поступається зварювальним швам.
• Повторне нагрівання дозволяє легко змінити взаємне розташування деталей та місця паяння.

Паяння алюмінію у високотемпературному режимі

Для того, щоб міцно з'єднати досить великі алюмінієві елементи, застосовують так звану тверду пайку. Для цього знадобляться:

• газова горілка;
• металева щітка;
• припій.

Алгоритм виконання робіт досить простий:

• У місцях паяння деталі ретельно зачищаємо, використовуючи сталеву щітку.

• Прогріваємо місце з'єднання деталей за допомогою газового пальника до температури плавлення припою (для сучасних складів це зазвичай 390-400⁰С).

• Щільно притискаємо пруток припою до місця паяння та зворотно-поступальними рухами наносимо його на поверхню.
• Сталевою щіткою видаляємо оксидну плівку під розплавленим припоєм.
• Даємо деталям охолонути природним шляхом.

Припої для твердого паяння

Довгий час російському споживачеві був доступний лише припій 34А. Основною складовою цього складу є алюміній (до 66%). Температура паяння становить 530-550⁰С. Працювати з ним треба гранично обережно, щоб не розплавити або не пошкодити деталі, що скріплюються, адже плавлення самого алюмінію починається вже при 660⁰С. До того ж при виконанні робіт з рекомендації виробника пруток припою необхідно періодично вмочувати у флюс Ф-34А.

Температура паяння алюмінію припоєм HTS-2000 (американського виробництва) становить близько 400 градусів. З'єднання елементів здійснюють без застосування флюсу. Це значною мірою полегшує технологічний процес.

Ще одним досить популярним та поширеним припоєм із флюсовим сердечником є ​​швейцарський Castolin 192 FBK. Температура пайки у нього трохи вища – 440 градусів. Наявність флюсу в структурі дроту полегшує видалення оксидної плівки з поверхні та забезпечує надійне зчеплення припою з алюмінієм.

Обидва вищеописані імпортні склади виготовляють на основі цинку, тому місце паяння має високі антикорозійні властивості.

Нещодавно у іноземних виробників з'явився гідний конкурент – припій для паяння алюмінію «Супер А+», який розробили і тепер виготовляють у Новосибірську. За своїми технічними характеристиками він ні в чому не поступається західним аналогам. Процес твердого паяння здійснюють за тих же прийнятних для металу 400 градусах. Причому немає потреби використати флюс. А ось ціна на нього набагато нижча (у 2-3 рази), ніж у його західних аналогів. Склад інгредієнтів розробники завбачливо поки що не публікують.

Пайка алюмінію в низькотемпературному режимі

Так як м'яку пайку здійснюють зазвичай при температурі в діапазоні 230-300 ⁰С, то для неї знадобляться:

• електричний паяльник;
• припій для паяння алюмінію;
• флюс;
• зручні інструменти для зачистки деталей (металева щітка, напилок або папір наждачки).

Порядок робіт:

• Зачищаємо деталі, що з'єднуються будь-яким механічним способом.
• Фіксуємо їх у потрібному положенні.
• На місце паяння наносимо флюс (наприклад, пензликом).
• Жало (попередньо розігрітого) паяльника та пруток припою упираємо в місце з'єднання.
• Припій починає плавитися. Просуваючи паяльник, пропаюємо весь шов з'єднання.

• Даємо скріпленим деталям охолонути.
• Ретельно очищаємо місце паяння від залишків флюсу (наприклад, змоченою у спирті серветкою або ганчіркою).

Припої для м'якого паяння алюмінію

Для низькотемпературної паяння алюмінію в даний час застосовують склади від різних виробників. Багато хто з успіхом здійснюють пайку алюмінію припоєм П250а російського виробництва. Він виготовлений на основі олова (80%). Також до його складу входять цинк (19,85%) та незначні добавки міді (0,15%). Невисока ціна та доступність придбання забезпечили йому достатню популярність.

Досить поширений нашій країні і швейцарський припій Castolin 1827 для паяння алюмінію. До його складу входять срібло, кадмій та цинк. Однак ціна на нього значно вища за російський аналог. До того ж виробники переконливо рекомендують застосовувати його лише з флюсами свого виробництва.

Флюси для паяння алюмінію

Флюси розчиняють і видаляють оксидну плівку з поверхні металу, а також сприяють кращій розтікання розплавленого припою, що в кінцевому підсумку позначається на якості та міцності з'єднання. Тому вибирати їх треба так само ретельно, як і припої для паяння алюмінію.

Російські виробники ("СмолТехноХім", "Коннектор", Rexant, "Зубр") пропонують два основні різновиди рідких активних флюсів: Ф-59А та Ф-61А. Літерний індекс «А» у маркуванні означає, що їх склад розроблений спеціально для паяння алюмінію, сплавів на його основі, а також комбінованих з'єднань з міддю, сталлю та іншими металами.

Серед імпортних рідких флюсів для м'якого паяння російському користувачу найбільш відомий швейцарський Castolin AluTin 51. Ретельно розроблений і добре збалансований склад підходить як для паяння алюмінієвих елементів, так і в поєднанні з іншими металами.

Всі перелічені вище флюси призначені для низькотемпературного паяння (в діапазоні від 150 до 300 градусів). Тверду пайку алюмінію здійснюють в основному без застосування флюсів, або його компоненти вбудовані в структуру прутка.

На закінчення

З усього вищевикладеного можна зробити однозначний висновок: процес паяння алюмінієвих елементів досить простий і доступний кожному. Знаючи, які витратні матеріали купити і які пристрої використовувати, ви зможете як спаяти разом алюмінієві електричні дроти, так і відремонтувати піддон картера, що тріснув, автоматичної коробки передач.