Пайка алюминия паяльником и газовой горелкой

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.

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.

Пайка алюминия в высокотемпературном режиме

Для того чтобы прочно соединить достаточно крупные алюминиевые элементы, применяют так называемую твердую пайку. Для этого потребуются:

• газовая горелка;
• металлическая щетка;
• припой.

Алгоритм производства работ довольно прост:

• В местах пайки детали тщательно зачищаем, используя стальную щетку.

• Прогреваем место соединения деталей с помощью газовой горелки до температуры плавления припоя (для современных составов это обычно 390-400⁰С).

• Плотно прижимаем пруток припоя к месту пайки и возвратно-поступательными движениями наносим его на поверхность.
• Стальной щеткой удаляем оксидную пленку под расплавленным припоем.
• Даем деталям остыть естественным путем.

Припой для пайки алюминия

Припой для пайки алюминия делается на основе цинка или алюминия. В него вносятся добавки для достижения различных характеристик: для понижения температуры плавления, увеличения прочности. Производят их в Америке, Германии, Франции, России. Рассмотрим некоторые из них.

Распространенный и широко разрекламированный припой для алюминия — HTS 2000. Его производит компания из США. Практика свидетельствует о его непрочности: спаянные детали пропускают воздух и влагу. Без флюса его применять невозможно.

Castolin 192FBK на основе цинка (97%) и алюминия (2%) производится во Франции. Компания Castolin выпускает припои 1827 и AluFlam-190, предназначенные для пайки меди и алюминия при 280°С.

Castolin 192FBK — трубчатый припой, содержащий в сердечнике флюс. Выпускается в виде прутков, 100 г которых стоит 100-150 руб. Хорошо паяет мелкие отверстия и трещинки.

Chemet Aluminium 13 — припой, используемый при сварке деталей при 640°С и выше. В его основе лежит алюминий (87%) и кремний (13%). Температура плавления припоя — около 600°С. Выпускается в виде прутков, которых на 100 г приходится 25 шт. 100 г стоят 500 руб. Разновидность под наименованием Chemet Aluminium 13-UF имеет полую структуру и содержит в сердечнике флюс. Его стоимость за 12 прутков, которые весят 100 г, 700 руб.

Алюминиевый припой производится и на отечественных предприятиях. Для пайки с помощью газовой горелки применяется состав марки 34А. Он плавится при температуре 525°С, хорошо паяет сплавы АМц, АМ3М, АМг2. 100 г стоят 700 руб.

Марка А состоит из 60% цинка, 36% олова и 2% меди. Плавится при 425°С. Выпускается прутьями весом 145 г. Стоимость одного прута — 400 руб.

SUPER A+ производится в Новосибирске и является аналогом HTS-2000. Применяется вместе с флюсом марки SUPER FA. Стоит 800 руб. за 100 г. В расплавленном состоянии становится тягучим, приходится применять стальные инструменты для его разравнивания.

Технические характеристики

Материал немецкого производства используется для пайки Al, Cu и сплавов на их основе. Это обусловлено таким преимуществами, как высокая адгезия и текучесть, возможность использования для капиллярной пайки и пайки с зазором. Он часто применяется при ремонте конденсаторов, радиаторов, холодильников и т.д. Это твердый, легкоплавкий материал, в состав которого входит флюс.

К основным характеристикам припоя Castolin 192 относятся:

Зазор между деталями	0,2-0,25 мм;
Удельный вес	7000 кг/м 3 ;
Предел прочности на растяжение	100 МПа;
Рабочая температура	440 °С;
Спаивание	капиллярная пайка и напайка;
Основные компоненты состава	преобладающее количество цинка и алюминия.

Купить Castolin 192 можно от 23 тыс. руб. за килограмм в зависимости от объемов и условий заказ.

Нагревательные инструменты

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

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

Процесс пайки: поэтапно

Перейдем непосредственно к технологии пайки. Ключевым элементом является профиль, который необходимо запаять. Рассмотрим процесс на примере квадратного алюминиевого профиля небольшого сечения, поскольку он легок и прост в обращении.

Чтобы пайка была качественной, надежной, долговечной, необходимо зачистить поверхность профиля металлической щеткой. Это помогает избавиться от тонкого поверхностного слоя, препятствующего соединению компонентов, а также устраняет жирные пятна. При отсутствии щетки подойдет обыкновенная наждачная бумага, главное, чтобы ее зерна были крупными, грубыми.

Правило простое: грубые и глубокие шероховатости обеспечивают качественную пайку. Соединить идеально гладкие детали можно, но малейшее усилие приведет к растрескиванию шва.

Алюминиевая конструкция собирается по чертежу и фиксируется. Для этого рекомендуется воспользоваться струбциной, поскольку данное приспособление надежно удерживает алюминиевый профиль, исключая смещение.

Все стыки прогреваются газовой горелкой, после чего достаточно поднести припой и пройтись им по краям, соединяя их вместе. Работая горелкой, можно заметить, что порошковый припой легко плавится и растекается по стыкам, быстро схватываясь при охлаждении.

Секрет порошкового припоя

Именно мелкие гранулы обеспечивают быструю плавку и прекрасную текучесть. Данные качества необычайно важны, поскольку припой без труда проникает глубоко в стыки, обеспечивая качественное соединение. В результате шов образуется с нескольких сторон, а не только на поверхности алюминиевого профиля, что делает соединение более качественным.

Порошковая алюминиевая сварочная проволока

Когда припой полностью расплавился и растекся по стыку, рекомендуется прогреть место соединения еще немного. Это поможет усилить эффект скрепления, что особенно важно в углах. Далее при необходимости можно зачистить шов шкуркой, сделав его более ровным, гладким, однако в случае с порошковым припоем соединение получается достаточно эстетичным.

Как видите, данный метод не отнимает много времени. Он прост и необычайно эффективен, а главное — применим в домашних условиях. Горелку нужно разогреть до температуры примерно 450 градусов Цельсия. Этого будет вполне достаточно для плавки припоя.

Марки флюсов для пайки алюминия

Флюс Ф59А — предназначен для низкотемпературной пайки алюминия, а также сплава АМц с медью и сталью, при температуре от 150 до 320 градусов.

Флюс Ф61А — кроме пайки алюминия предназначен для спаивания деталей из оцинкованного железа, меди и бериллиевой бронзы. Температура работы с флюсом, как и в предыдущем случае, составляет 150-320°С.

Флюс Ф54А — состоит на 82% из триэтаноламина. Данный флюс также предназначен для пайки алюминия и его сплавов в домашних условиях.

Флюс Ф64 — подходит для пайки алюминия и дюралюминия.

Данный вариант флюса для алюминия чем-то напоминает паяльный флюс ЛТИ-120, который предназначен для пайки меди, никеля и углеродистой стали. При нанесении флюса Ф-64 на поверхность алюминиевых деталей, и под воздействием высоких температур, он способен разрушить прочную плёнку оксида алюминия, очистив тем самым металл для нормального растекания припоя.

Все вышеперечисленные флюсы — подходят для пайки алюминия. Ну а о том, как паять провода, всегда можно узнать на сайте samastroyka.ru .

Пайка – это один и способов получения неразъемных соединений металлов. Но в отличии от других методов он, до последнего времени отличался невысокой производительностью, малой прочностью на стыке. Это и ряд других причин послужило тому, что она не получила широкого, промышленного применения.

С развитием технологий стали доступны способы соединения деталей с помощью электронного луча, ультразвуковых волн. Появление специальных припоев и флюсов позволило значительно поднять качество паяного соединения.

Современные технологии пайки позволяют использовать готовые изделия без дальнейшей обработки на механическом оборудовании. Пайка вошла число основных технологических процессов в машиностроении, авиационной и космических отраслях и конечно электронике.

Пайка имеет ряд несомненных достоинств в сравнении со сваркой. Процесс соединения деталей этим способом проходит при существенно меньшем расходе теплоты. Другими словами, при проведении этого процесса не происходит каких-либо серьезных изменений в структуре металла. Его физико – химические параметры остаются практически без изменений. После пайки могут возникать такие явления как остаточная деформация, ее размеры несравнимы с теми, которые остаются после выполнения, например, сварки в облаке защитных газов.

Именно поэтому использование пайки гарантирует более точное соблюдение размеров указанных в технической документации на изделие. Использование этого метода позволяет соединять разнородные металлы. Ко всему прочему можно сказать и то, что эти процессы довольно легко можно автоматизировать.