0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Источники нагрева и материалы для пайки алюминия в домашних условиях

Источники нагрева и материалы для пайки алюминия в домашних условиях

По сравнению с другими металлами, массовое использование алюминия началось сравнительно недавно. Его начали применять в авиационной промышленности, за что тот получил название «крылатый металл». Благодаря основным показателям алюминия – легкому весу и стойкости к коррозии, его широко используют в строительстве, приборостроении и других отраслях промышленности.

Пайка алюминия – один из способов создания неразъемного соединения. При правильном выборе расходных материалов и соблюдении технологии, пайку алюминиевых заготовок можно выполнить в домашних условиях своими руками.

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.

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.

Читать еще:  Пайка стали оловом в домашних условиях

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.

Технология

Выполнение в домашних условиях паяльных работ по алюминиевой поверхности требует предварительной подготовки и четкого соблюдения последовательности действий самого процесса. При помощи газовой горелки можно паять фрагменты трубок из алюминия, соединить провод с алюминиевыми жилами, плавка припоя может также залатать прореху в алюминиевом радиаторе отопления и так далее. Методика применения газовой горелки дает возможность обработки не только малых, но и больших по своей протяженности площадей.

Технология выполнения паяльных работ по алюминию состоит из 2-х важных этапов – подготовительного и самого процесса паяния.

Подготовка

Этап предварительной подготовки является важной частью технологического процесса, и пренебрегать им нельзя.

  1. Детали, подлежащие паянию, зачищают механическим путем при помощи наждачной бумаги или металлической щетки.
  2. Далее очищенную от загрязнений поверхность обезжиривают ацетоном или органическим растворителем, удаляя следы жира или масла, а также снижая плотность оксидной пленки.
  3. Зачищенные поверхности обрабатывают флюсом. Процесс выполняют внимательно, не пропуская ни одного участка рабочей области. Флюс поможет улучшить адгезию, а также текучесть расплавляемого металла. Если начать паяние без удаления оксидной пленки при помощи флюса, готовый шов вскоре разрушится.
  4. Обработанные детали тщательно прогревают при помощи горелки для того, чтобы нанесенный поверх флюса припой мог хорошо расплавляться и равномерно покрывать рабочую область.

Газовая горелка значительно облегчает задачу прогревания заготовок перед началом паяния. Путем регулирования интенсивности пламени такой прогрев выполняется довольно быстро и качественно. Но следует помнить, что перегрева деталей допускать нельзя, так как металл начнет плавиться, и можно получить его деформирование.

Процесс

После проведения подготовительных работ можно приступать к выполнению основных действий.

  1. Присадочную проволоку или кусочек припоя размещают на рабочей прогретой поверхность, затем ее обрабатывают пламенем газовой горелки. В это время припой начинает расплавляться, но плавить припой нужно таким образом, чтобы он хорошенько растекся по поверхности и в дальнейшем там застыл. Расплавленный припой заполняет собой все микротрещины и неровности, которые присутствуют на алюминиевой поверхности. Далее он будет медленно остывать, образуя прочный шов-соединение. Если накладывать последовательно друг на друга несколько таких слоев, получится довольно прочное монолитное образование.
  2. После того как паяльный шов полностью остынет, заполнив собой рабочее пространство, необходимо проверить качество стыковки его с поверхностью обрабатываемой детали.
  3. Когда паяльные работы закончены, место паяния обрабатывают влажной тканью или губкой. Затем выполняется шлифовка материалами с мелкой фракцией абразива на поверхности – она создает шву законченный и эстетичный внешний вид.

При паянии газовой горелкой в домашних условиях специалисты рекомендуют внимательно подходить к вопросам техники безопасности. Перед работой требуется проверять целостность емкости газового баллона, его шлангов, а также исправность горелки. Газовые баллоны необходимо держать как можно дальше от открытого пламени, а на рабочем месте не должно быть горючих материалов и легко возгорающихся предметов.

Работая с флюсом, мастер должен защищать органы дыхания плотным респиратором, так как пары веществ, входящих в его состав, могут быть токсичны и вредны для здоровья. В помещении должна работать вытяжка и осуществляться приток свежего воздуха путем проветривания.

В следующем видео рассказывается о пайке алюминия газовой горелкой.

Читать еще:  Медно фосфорный припой для пайки меди

Преимущества

  • Пайка алюминия горелкой является универсальной, в отличие от применения паяльника, и может использоваться как для тонких деталей, так и для толстых;
  • Газовая горелка имеет возможность регулировки интенсивности горения пламени, что определяет температуру нагрева, тогда как при работе с паяльником необходимо иметь несколько инструментов различной мощности;
  • Горелкой можно подогревать поверхность металла, расплавлять припой и флюс;
  • Скорость работы медленнее, так что появляется возможность делать все более качественно и спокойно;
  • Итоговые результаты оказываются более качественными, чем при использовании паяльника;
  • Инструмент практически сразу готов к использованию и не нужно долго ждать пока он остынет после работы.

Снятие оксидной пленки

Обычно при наличии хорошего флюса, специально предназначенного для пайки алюминия, применение каких-либо особых ухищрений не требуется, достаточно произвести механическую зачистку и смочить паяемую поверхность флюсом.

Также возможно применение кислоты для пайки алюминия. Используют соляную кислоту, в которой растворен цинк (паяльная кислота), применяют также флюсы на основе ортофосфорной кислоты.

Но если такой флюс отсутствует или в силу плохого качества не обеспечивает пайку, можно пойти другим путём. Есть несколько способов удаления окисной плёнки для успешного лужения заготовки.

В канифоли

Алюминиевый провод или другую деталь можно освободить от окисной плёнки, погрузив её в жидкую канифоль. Для этого можно либо расплавить её, либо приготовить спиртовой раствор.

Погрузив деталь в канифоль, острым ножом нужно соскоблить плёнку окисла. Слой канифоли препятствует доступу воздуха и образованию нового окисла. После этого деталь можно залудить, используя разогретый паяльник с припоем.

Абразивным порошком

При отсутствии флюса и канифоли пайку алюминия можно произвести следующим образом. Готовится паста, состоящая из порошка абразива и трансформаторного масла.

В качестве абразива можно также использовать мелкие металлические опилки. Заготовка покрывается данным составом, после чего натирается горячим паяльником с припоем.

В результате этого зёрна абразива или металлической стружки снимают плёнку, а поверхность тут же, без доступа воздуха смачивается припоем. После лужения изделие можно легко запаять.

Технология процесса во время выполнения работ

При спаивании алюминия на поверхностях деталей образуется оксидная плёнка. Если выполнять пайку, не удалив предварительно оксидную плёнку, шов не будет иметь необходимую прочность. Плёнка образуется на поверхности металла очень быстро, поэтому от неё не удастся избавиться путём механической очистки заготовки.

Угол наклона горелки во время пайки алюминия

Для удаления оксидной плёнки применяются специализированные флюсы. Они блокируют доступ кислорода к месту пайки. Флюсы, применяемые при пайке алюминия, способствуют быстрому расплавлению присадочной проволоки и лучшему её сцеплению с деталями. Существует возможность подготовить металл к спаиванию при помощи химических веществ. В таком случае предварительно изготавливают раствор и наносят его на заготовки.

После механической очистки и химической обработки алюминия заготовки нагреваются до высокой температуры. Степень нагрева регулируется интенсивностью пламени. На разогретое место соединения подаётся присадочная проволока. Её температура ниже, чем у спаиваемого металла. Припой расплавляется, и заполняет все неровности и микропоры, находящиеся на поверхности. По мере остывания припой отвердевает, создавая при этом прочный шов.

Читать еще:  Респиратор для пайки

Общие принципы пайки алюминия в домашних условиях

Многие искренне полагают, что пайка алюминия в домашних условиях – это довольно сложный процесс. Но на самом деле все не так и плохо. Если использовать соответствующие припои и флюсы, то особых сложностей не должно возникнуть. В том случае если домашний мастеровой будет паять алюминиевые детали с использованием материалов, предназначенных для меди или стали, то результат, скорее, будет отрицательный.

Инструменты для пайки

Особенности процесса

Сложности пайки алюминия обусловлены в первую очередь тем, что на его поверхности существует оксидная пленка, которая в отличии от основного металла имеет более высокую температуру плавления и высокой стойкостью к воздействию различных химических веществ. Именно это пленка и создает серьезные препятствия при использовании традиционных припоев и флюсов и например, если паять алюминий оловом, то гарантировать качественный результат сложно. Для устранения этой пленки применяют или механическое воздействие, или флюсы, которые содержат сильнодействующие химические вещества.

Сам основной металл, в данном случае алюминий обладает низкой температурой плавления, порядка 660 °C. Такая разница между температурой плавления оксидной пленки и основным металлом тоже приводит к осложнениям в пайке.

Это свойство алюминия в результате приводит к тому, разогретый алюминий становиться менее прочным. Так, алюминиевые конструкции начинают терять устойчивость уже при температуре 250-300 °C. Кроме этого в составе алюминиевых сплавов могут входить материалы, начинающие плавиться при температуре в 500-650 °C.

Схема пайки алюминия

В состав большого количества припоев входят – олово, кадмий и другие компоненты. Алюминий с трудом входит в контакт с этими материалами и это в свою очередь приводит к тому, что швы, получаемые с использованием этих припоев, отличаются низкой надежностью и прочностью. Между тем, хорошей растворимостью друг в друге обладают цинк и алюминий. Использование цинка в составе припоев позволяет придавать шву высокие прочностные параметры.

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.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector