Порошковый припой для пайки алюминия. Как паять алюминий в домашних условиях паяльником. Пайка алюминия в домашних условиях – простое и безопасное занятие

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

Технические трудности пайки изделий и деталей из алюминия

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

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

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

Подготовка к пайке алюминиевых деталей

Большое значение придается подготовке алюминия к предстоящей пайке.

Для этого существует несколько способов, обеспечивающих надежность соединения:

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

Выбор припоя и флюса для алюминия

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

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

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

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

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

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

Спаивание компонентов из алюминия

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

Среди домашних мастеров чаще всего используются следующие два варианта:

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

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

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

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

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

Алюминий – довольно специфический материал, требующий специальных методов обработки. Если возникла необходимость соединить между собой детали из этого металла, использование технологий, хорошо зарекомендовавших себя при работе с медью или латунью неоправданно. И всё же, паять алюминий можно! Главное, правильно выбрать материалы и инструменты.

Сначала следует, если есть такая возможность, точно определиться, из какого сплава изготовлены соединяемые детали. Ведь в чистом виде алюминий используется в электронике и технике крайне редко. От того, с какими химическими элементами и в каком количестве он смешан, будет зависеть многое.

Критическая температура плавления. Некоторые добавки существенно увеличивают этот предел, который для чистого металла составляет 658 – 660 градусов Цельсия.
Механические свойства. В зависимости от своего состава, некоторые сплавы становятся более пластичными, иные демонстрируют возросшую прочность.
Взаимодействие с другими химическими элементами.

Заранее зная, с каким материалом предстоит работать, мастер сильно упрощает свою задачу.

Зачем нужен флюс

Основным препятствием при пайке алюминия является его оксидная плёнка. Утверждение о том, что её можно удалить механическим путём, несостоятельно, поскольку новая плёнка появляется практически мгновенно. Именно поэтому выполнение работы без использования активных флюсов, за редким исключением, невозможно. Задача этих флюсов – разрушение барьера Al2O3, чтобы металл мог беспрепятственно соединиться с материалами, входящими в состав припоя.

При желании можно изготовить флюс для пайки алюминия своими руками. Но дело это – довольно сложное, а потому проще приобрести уже готовый состав. Тем более что промышленность выпускает их в достаточном количестве. Среди флюсов встречаются и широко распространённые, и узкоспециализированные. В аннотации к ним добросовестные производители указывают назначение и особенности предлагаемого товара. Среди наиболее часто встречающихся можно перечислить:

Ф-64. Он способен разрушать прочную оксидную плёнку значительной толщины, а потому хорошо подходит для пайки даже деталей большой массы. При этом он подходит для работы не только с алюминием, но и с оцинкованным железом, медью, бериллиевой бронзой и т. п.
Ф-34А. Такой состав успешно используется с тугоплавкими припоями, содержащими значительное количество химических добавок.
Ф-61. Его можно рекомендовать для низкотемпературной пайки или лужения изделий из алюминиевых сплавов.
Castolin Alutin 51 L.Этот состав лучше всего оправдывает себя при использовании припоев того же производителя.

Окончательный выбор марки флюса зависит от многих факторов. Прежде чем принимать решение о непригодности состава, стоит убедиться в том, что соблюдены все важные технологические требования.

Выбор припоя

После того как оксидная плёнка разрушена, вступает в дело припой. Как и в случае с флюсом, его составу следует уделить самое тщательное внимание. Работающие при разной температуре, эти материалы должны выполнять основную задачу – соединяться с обрабатываемыми металлами. Применение низкотемпературных составов себя не оправдывает, поскольку они могут разрушаться при нагреве в процессе эксплуатации. Наибольшее распространение получили смеси со средней и высокой температурой плавления. Но окончательный выбор будет зависеть от многих факторов.

Неплохо зарекомендовали отечественные припои ЦОП-40, содержащий олово и цинк в процентном соотношении 60 на 40, и 34А, применение которого оправданно при использовании газопламенного нагрева. Тем не менее, при определённых условиях, конкуренцию им вполне способны составить припои Германиевый-1 и Германиевый-2, В-62, П550А, П575А и другие. Многие из них изготавливаются в смеси с флюсами, что упрощает их использование. Но существуют и безфлюсовые припои, такие как содержащий алюминий и цинк

Следует знать, что содержащие большое количество кремния составы после своего застывания существенно отличаются по цвету от самого алюминия. Там, где цветовое несовпадение недопустимо, их применение нежелательно.

Подготовка к работе

Прежде чем приступать к пайке, зону соединения придётся тщательно очистить, удалив с металла краску, если таковая имеется, и обычные загрязнения. Полностью избавиться от оксидной плёнки не удастся, но зато можно сделать её как можно тоньше, обработав детали металлической щёткой или специальной насадкой. В отдельных случаях можно использовать абразивные круги, наждачную бумагу или простой напильник. После этого обрабатываемую поверхность придётся хорошенько обезжирить. Лучше всего для этого подойдёт чистый спирт.

Если речь идёт о пайке алюминиевых проводов или деталей электросхем, достаточно будет вооружиться паяльником. Но с увеличением массы деталей этого будет уже недостаточно. Обладающий высокой теплопроводностью металл будет быстро остывать, не позволяя создать качественное соединение. Улучшить ситуацию позволит постоянный нагрев зоны, где производиться пайка. Для этого можно использовать газовую горелку или даже паяльную лампу. Тут важно соблюсти два важных условия.

Пламя горелки и паяльной лампы должно быть тщательно отрегулировано. В противном случае образующиеся частицы копоти загрязнят металл и не позволять выполнить работу качественно.
Коридор между критическим значением плавления алюминия и температурой плавления припоя узок. Тем не менее, его придётся выдерживать. Это умение приходит с опытом. До того как начинать работать с ответственными деталями, стоит потренироваться на чём-нибудь попроще.

Прежде, чем приступать к тренировкам, а тем более работе, рекомендуется посмотреть, как выполняется пайка алюминия на видео.

Пайка

Когда пламя горелки хорошо отрегулировано, а детали прогреты до оптимальной температуры, можно приступать к следующему этапу работ – собственно пайке.

Прежде всего, следует нанести на поверхность деталей флюс. Проще всего это сделать кисточкой. Многие производители включают её в конструкцию флаконов с составом. Если нет, придётся приобрести её отдельно. Поскольку флюсы обладают высокой химической активностью, необходимо следить, чтобы они не попадали на посторонние предметы, а тем более на кожу, глаза или слизистую оболочку.
Вооружившись паяльником, распределить по месту соединения припой. Хороший результат дают паяльники, жало которых имеет специальные зазубрины, разрушающие оксидную плёнку непосредственно в момент нанесения припоя. Однако использование подобного инструмента требует дополнительных навыков.
Когда работа закончена и детали остыли, следует самым тщательным образом удалить остатки флюса. В противном случае они будут способствовать возникновению очага коррозии. Рекомендуется последовательная промывка изделия в воде различной температуры, затем – обработка слабым раствором каустической соды и снова промывка в воде.

Только когда все эти условия соблюдены, изделие готово к эксплуатации.

Подход к технологии выполнения работ может быть различен. Как правило, это связано с размерами соединяемых деталей. Если они относительно малы, то вполне может быть произведена пайка алюминия паяльником. Но когда размеры возрастают, более оправданной становится пайка алюминия газовой горелкой, разогревающей достаточное по размеру металлическое жало. Здесь уж, как говорится, дело техники.

Область применения

В различных источниках встречаются утверждения, что пайка алюминия получила широкое распространение в самых разных областях техники и производства. Особенно рекомендуют её при выполнении ремонта повреждённых автомобильных деталей, таких как лопнувшие блоки цилиндров и головки блоков, пробитые поддоны картеров или потёкшие радиаторы. Спору нет, изготовленные из лёгкого металла, эти элементы действительно можно восстановить с помощью пайки. Но насколько её применение оправдано?

Предел прочности

Детали, подверженные высоким механическим или температурным нагрузкам, не прослужат долго, как бы хорошо они ни были они спаяны. Ведь прочностные характеристики припоев всё же ниже, чем у алюминия и его сплавов. Следует понимать, что качественное сварное соединение всё же предпочтительнее. Использовать технологию пайки имеет смысл в тех случаях, когда сварочное оборудование по каким-то причинам недоступно или хуже подходит для выполнения задачи. Как вариант – для пайки автомобильных радиаторов и алюминиевых трубок.

Нежелательный контакт

С большой осторожностью следует подходить к пайке или лужению ёмкостей, вступающих в контакт с пищевыми продуктами. Ведь в состав припоев и флюсов могут входить откровенно ядовитые химические добавки, избавиться от которых не помогут дополнительные промывки и обработка. Решить проблему удастся, если подходить к выбору материалов с особой тщательностью.

Подходящий выбор

По-настоящему высокую эффективность технология демонстрирует при изготовлении электрических и электронных приборов. Доля деталей из алюминия в их конструкции велика, а использование электросварки часто недопустимо. Ведь размер изделий бывает крайне мал, а скачки напряжения способны вывести из строя чувствительные электронные компоненты.

Одно из основных достоинств пайки алюминием – отсутствие в необходимости приобретения сложного и дорогостоящего оборудования. Благодаря этой особенности пайка алюминия в домашних условиях становится хорошей альтернативой технологически более сложным способам создания соединительных швов. Но окончательно определиться с выбором удастся, лишь чётко очертив круг задач и взвесив все за и против.

Алюминий и его сплавы прочностью лишь немногим уступают стали, зато очень удобны в обработке, имеют приличный внешний вид и обладают такими отличными качествами, как теплопроводность и электропроводность. Однако наряду с этими свойствами присутствует сложность их пайки. Вопросом, как паять алюминий, задаются не только начинающие любители, но и те, кого не затрудняет пайка меди, латуни и стали.

Пайка алюминия процесс сложный, поэтому нужно знать всю его технологию.

Работать с алюминием непросто из-за его способности мгновенно окисляться на воздухе, в результате чего поверхность покрывается тонкой пленкой окисла А12О3, обладающей повышенной стойкостью к агрессивной среде. Поэтому используются специальные ртутные флюсы или сменные жала для паяльников, или, в зависимости от способа пайки, различными путями удаляется окись.

Перед тем как паять алюминий, прибегают к механическому удалению пленки, зачищая рабочее место надфилем, но контакт алюминия с водой или воздухом приводит к первоначальному состоянию — появлению той же пленки.

Для пайки алюминия можно использовать специальный флюс.

Знатоки советуют зачищать место пайки при помощи кирпича либо песка, не удаляя пыль, а прямо на нее наносить расплавленную канифоль, затем растирать паяльником, сильно нажимая жалом. Это поможет разрушению тонкой пленки, образовавшейся до нанесения канифоли.

Также зачищенный алюминий заливается канифолью и посыпается опилками от железного гвоздя, полученными в процессе опиливания. Далее, паяльником надо залудить поверхность, тщательно потирая жалом. Железная крошка разрушит пленку, канифоль же предотвратит образование новой пленки.

Химические методы зачистки

Важно не дать зачищаемому алюминию контактировать с воздухом, для чего место пайки заливают флюсом или канифолью, при этом нагревая его. Часто мелкие элементы, например, провода, опускаются прямо в канифоль или во флюс, налитый в емкость.

Кроме механического способа удаления окиси существуют несколько так называемых химических способов.

Очистку алюминия перед пайкой можно сделать с помощью медного купароса.

Очистка с помощью медного купороса. Точка, где нужно сделать припой, зачищается надфилем, смачивается двумя или тремя каплями раствора медного купороса. Алюминиевая основа соединяется с отрицательным полюсом батарейки или аккумулятора, небольшой кусок зачищенной и соединенной с положительным полюсом медной проволоки опускается в раствор, не касаясь основы. После включения батарейки на 4,5 вольта через небольшой промежуток времени на алюминии образуется медный налет. К высохшей меди затем припаивается нужная деталь.

Применение абразивного порошка. Готовится жидкая паста путем смешивания порошка и трансформаторного масла, которая наносится на зачищенную поверхность и затем паяльником затирается до появления слоя олова.

Еще один способ — трансформаторный. Изделие подключается к его минусу, медный провод, содержащий несколько жил, подсоединяется к плюсу. После замыкания цепи произойдет микросварка алюминия с медью. Чтобы ускорить процесс, используется паяльная кислота.

Вернуться к оглавлению

Применение флюсов и припоев

Для пайки больших деталей, таких как радиаторы охлаждения, используются паяльники с большой мощностью (100-200 Вт), с мелкими элементами вполне успешно справляются паяльники мощностью 60-100 Вт. Конечно, место припоя не обладает особой крепостью, ну да этого и не требуется.

В домашних условиях для спаивания алюминия подходят флюсы Ф-64, ФТБф-А, ФИМ. Конечно, можно применить в качестве флюса и аспирин, и технический вазелин, и солидол, и паяльный жир, и стеарин.

Используя специальные активные флюсы, паять легче, они хорошо справляются с оксидной пленкой при условии, что температура нагрева 250-360°С.

Припой распределяется по всей поверхности соединения, что приводит к прочному соединению частей. Флюс необходимо удалить, применяя растворители, спирт или специальную жидкость. Удобство употребления таких флюсов в том, что они применяются и для пайки никеля, меди и стали.

Как правило, для пайки алюминия применяются сплавы из 2 частей цинка и 8 частей олова, или 1 части меди и 99 частей олова, или 1 части висмута и 30 частей олова. Обычные припои ПОС. 40 и ПОС. 60 также справляются с поставленной задачей.

Небольшие отверстия (диаметром не более 7 мм) в алюминиевой посуде можно запаять и без паяльника. Имеющуюся эмаль вокруг дырки следует отбить на 5 мм, слегка постукивая молотком. Теперь надо с помощью напильника или наждачной бумаги до блеска начистить металл, применяя крошку канифоли или паяльную кислоту, положить в кастрюлю на отверстие кусочек олова и нагреть над спиртовкой, которая обеспечивает точечный нагрев, не разрушая оставшуюся эмаль. Металл, расплавляясь, полностью закроет отверстие.

Так что, имея желание, можно и в домашних условиях паять алюминии.

Обычно пайку алюминия производят в рамках промышленных цехов. В домашних условиях эту процедуру провести достаточно проблематично, потому что после зачистки на поверхности металла почти сразу возникает оксидная пленка, которая и усложняет процесс. Однако не стоит расстраиваться, все-таки существует несколько способов пайки алюминия своими руками, когда пленка окислов, что покрывает деталь, разрушается непосредственно в момент проведения пайки.

Характеристика алюминия как металла

Алюминий характеризуется высокими показателями электро- и теплопроводности, коррозионной и морозостойкости, а также пластичности. Температура плавления этого металла составляет около 660 градусов по Цельсию.

Зависимо от уровня очистки, первичный алюминий бывает высокой или технической чистоты. Технический алюминий получают путем электролиза криолит-глиноземных расплавов. Другой вид алюминия, высокой чистоты, образуется после дополнительной очистки технического алюминия. Главное различие между высоокоочищенным и техническим алюминием связано с отличием в коррозионной устойчивости металла к некоторым средам. Естественно, чем больше степень очистки алюминия, тем алюминий дороже.

Важное свойство алюминия состоит в его высокой электропроводности, он уступает по этому показателю только серебру, золоту и меди. Сочетание высокой электропроводности и небольшой плотности делает алюминий серьезным конкурентом меди в области производства кабельно-проводниковой продукции. Длительный отжиг алюминия при 350 градусах улучшает проводимость металла, а нагартовка - ухудшает. Электропроводность алюминия доходит до 60-65% от проводности меди и растет с уменьшением содержания примесей.

Алюминий по теплопроводности уступает только меди и серебру, превышая втрое теплопроводность малоуглеродистой стали, что можно узнать и видео о пайке алюминия. Отражательная способность металла зависит от его чистоты. Отражаемость для фольги с присутствием алюминия 99,5% составляет 84%.

Алюминий сам по себе является химически активным металлом. Однако на воздухе металл покрывается тонкой пленкой окиси алюминия - около микрона. Обладая химической инертностью и большой прочностью, она защищает материал от окисления и определяет высокий уровень его антикоррозионных свойств во многих средах. Окисная пленка в алюминии высокой чистоты является сплошной и беспористой, имеет прочное сцепление с самим металлом.

Поэтому алюминий высокой чистоты очень стоек к неорганическим кислотам, щелочам, морской воде и воздуху. Сцепление алюминия с окисной пленкой в месте нахождения примесей заметно ухудшается, и эти места являются уязвимыми для коррозии. К примеру, по отношению к неконцентрированной соляной кислоте стойкость технического и рафинированного алюминия различается в 10 раз.

Применение алюминия и сплавов

Алюминий широко используется как конструкционный материал благодаря своим основным достоинствам — легкости, податливости штамповки, коррозионной стойкости, высокой теплопроводности, неядовитости его соединений. В частности, данные характеристики сделали алюминий популярным при изготовлении алюминиевой фольги, кухонной посуды и упаковки в пищевой промышленности.

Но металл из-за низкой прочности применяется исключительно для ненагруженных элементов конструкций в случаях, когда на первый план выносится электро- или теплопроводность, пластичность и коррозионная стойкость. Такой недостаток, как малая прочность, компенсируется путем сплавления алюминия с небольшим количеством магния и меди. Сплав называют дюралюминий.

Электропроводность алюминия вполне можно сравнить с медью, но алюминий при этом стоит дешевле. Поэтому этот материал широко используется в электротехнике для производства проводов, их экранирования и при изготовлении проводников в чипах в микроэлектронике. Внедрение в строительстве алюминиевых сплавов уменьшает металлоемкость, увеличивает надежность и долговечность конструкций при использовании в экстремальных условиях.

На современном этапе эволюции авиации алюминиевые сплавы выступают основными конструкционными материалами. Последнее изобретение — пеноалюминий, который ещё называют «металлическим поролоном», ему предрекают большое будущее. Однако у алюминия как электротехнического материала имеется одно неприятное свойство - сложность пайки алюминия из-за прочной оксидной пленки.

Особенности пайки алюминия

Проблемы, которые касаются пайки алюминия, можно объяснить тем, что поверхность данного материала покрыта тонкой, весьма прочной и эластичной пленкой окисла. Из повседневного знакомства с предметами из алюминия или его сплава у многих сложилось неправильное представление, что подобно благородным металлам алюминий не склонен к окислению в атмосфере. Окисная пленка, как и большинство прочих окислов, инертна и плохо смачивается расплавленным металлом, поэтому эту пленку при пайке необходимо предварительно удалить.

Удаление окисной пленки

Окисел не удается удалить механическими методами, потому что при соприкосновении поверхности алюминия с водой или воздухом он снова моментально покрывается пленкой окисла. Флюсы, как правило, не растворяют окись. Вот почему пайка алюминия и изделий, изготовленных из него, считается достаточно сложной задачей, а технология пайки алюминия отличаются во многом от технологии паяния других металлов.

Для механической очистки поверхности от окисла рекомендуется зачищать металл под пленкой масла, однако масло должно быть в этом случае совершенно обезвожено, для чего его рекомендуется прогревать на протяжении некоторого времени при температуре близко 150-200 градусов. Лучше всего использовать минеральные масла или вакуумные ВМ-4, ВМ-1.

Предлагается также способ зачистки поверхности при помощи грубых железных опилок, что растираются по поверхности металла под слоем канифоли или масла жалом паяльника вместе с припоем. В этом случае опилки выполняют функцию абразива, одновременно происходит процесс облуживания. Более надежную пайку алюминия можно получить, облуживая металл по подслою меди, что электролитически нанесен на поверхность материала.

Для тех же целей можно использовать и подслой цинка, что нанесен также, как в рецепте хромирования алюминия. Пленка окисла более надежно удаляется с помощью специальных активных флюсов. Хорошо сочетать процедуру механической обработки поверхности с использованием активных флюсов.

Пайка с использованием канифоли

Для спаивания двух проводов из алюминия их нужно предварительно залужить. Для этого покрывают конец провода канифолью, помещают на шлифовальную шкурку, что имеет среднее зерно, и прижимают горячим залуженным паяльником к шлифовальной шкурке. Также для пайки можно использовать раствор известной нам канифоли в диэтиловом эфире. Паяльник при этом не отнимают от провода и добавляют на залуживаемый конец канифоль.

Провод залуживается отлично, но все манипуляции нужно повторять несколько раз. После этого пайка алюминия в домашних условиях идет обычным чередом. Также хороший результат можно получить, если взять вместо канифоли минеральное масло для швейной машины и точных механизмов или щелочное масло, что предназначено для чистки после стрельбы оружия.

Паяют алюминий хорошо нагретым паяльником. Чтобы соединить тонкий алюминий, необходимо, чтобы паяльник имел мощность 50 Вт, для металла толщиной около 1 миллиметра и больше желательна мощность порядка 90 Вт. При пайке материала, что имеет толщину больше 2 миллиметров, место пайки предварительно необходимо прогреть паяльником.

Электрохимическая методика

Второй способ пайки алюминия состоит в том, что перед непосредственной пайкой поверхность (пластинку или провод) необходимо предварительно омеднить, используя самую простую установку для гальванического покрытия. Однако вы можете сделать проще. Зачистите место пайки шлифовальной шкуркой и нанесите на него аккуратно пару капель насыщенного медного купороса.

Далее подключите к алюминиевой детали отрицательный полюс источника тока (выпрямитель, аккумулятор, батарейка от карманного фонаря), а к положительному полюсу присоедините кусок медного провода без изоляции толщиной 1— 1,2 миллиметра, который находится в специальном устройстве.

Медный провод должен находиться в щетине зубной щетки таким способом, чтобы он не касался поверхности во время трения щетины - процедуры омеднения детали. Через определенное время на поверхности детали из алюминия в результате электролиза будет оседать слой красной меди, который лудят после промывки и сушки традиционным способом с помощью паяльника.

Как вариант, вы можете использовать при пайке алюминия своими руками вместо раствора купороса соляную аккумуляторную кислоту: необходимо капнуть немного вещества в место пайки и потом водить по контактной площадке медным приводом. Осаждение меди будет происходить быстрее, чем в первом варианте, но с кислотой следует обращаться осторожно.

Чтобы кислота не разъела лишний участок, его следует залить парафином или заклеить скотчем, оголив нужную площадь. Место пайки обязательно промывается тщательно водой. Таким образом, можно проводить надежную пайку алюминия и меди, а контактные площадки при этом будут иметь аккуратную форму.

Пайка алюминия припоями

При пайке алюминия припоем основная задача кроется в первоначальном покрытии поверхности металла слоем припоя и пайке деталей, что облужены припоем. Залуженные детали из алюминия можно спаивать не только между собой, но и с деталями, что изготовлены из других сплавов и металлов.

Вы можете производить паяние алюминия легкоплавкими припоями на основе цинка, олова или кадмия и тугоплавкими на основе алюминия. Припои легкоплавкие считаются удобными тем, что позволяют проводить процесс пайки алюминия оловом при низких температурах (150—400 градусов) и избежать тем самым существенного изменения первоначальных свойств алюминия.

Соединения алюминия, что спаяны легкоплавкими припоями, особенно это касается сплавов кадмия и олова, образуют нестойкую с коррозионной позиции пару и коррозионным разрушениям плохо сопротивляются. Наиболее надежными являются более тугоплавкие припои на основе алюминия, которые содержат медь, цинк и кремний.

Простейшим из них выступает сплав алюминия с кремнием (11,7%). Еще более надежный результат дает легкоплавкий сплав алюминия с 28% Сu и 6% Si. Пайку совершают обычным паяльником, его жало прогревают до температуры 350 градусов по Цельсию, с использованием флюса, который представляет из себя смесь йодида лития и олеиновой кислоты.

Пайка сплавов алюминия

Используя припой 34А и флюс 34А, вы сможете паять не только сам алюминий, но также определенные его сплавы. Пайке легче всего поддаются сплавы АМц и авиаль, сложнее — дуралюмин, В95, АК4 и литейные сплавы, которые имеют более низкую температуру плавления. Паять сплав В95 и дуралюмин припоем 34А можно исключительно при изготовлении мелких изделий и с большой осторожностью для избегания пережога или образования в процессе пайки расплавления металла.

Вследствие большого нагрева при пайке, сплав В95 и дуралюмин переходят в отожженное состояние, при этом наблюдаются потери не меньше 30% прочности материала в области пайки, а его прочность в случае пережога материала падает больше чем вдвое.

При нагреве также нужно учитывать риск коробления металла, поэтому пайку горелкой нагруженных и крупногабаритных деталей из сплава В95 и дуралюмина рекомендовать не будем. Пайку мелких изделий из дуралюмина также безопаснее и целесообразнее производить в печи, а не горелкой, где можно регулировать температуру пайки точнее и благодаря этому избежать коробления и пережога деталей.

Для снятия стойкой окисла Аl2О3 принято использовать особо активные флюсы. Самое широкое применение получили при пайке алюминия флюсы на алюминиевой основе, что известны под индексами НИТИ-18 и 34А. При употреблении флюса 34А стоит помнить, что он способен вызывать сильную коррозию металла, поэтому остатки флюса после пайки должны быть удалены.

Паяное изделие с этой целью нужно подвергнуть специальной обработке:

Промыть щетками в горячей воде (температура 70—80 градусов) на протяжении 15—20 минут;
Промыть в холодной проточной воде ещё 20—30 минут;
Обработать в растворе хромового ангидрида;
Промыть в холодной воде;
Просушить при температуре около 80—120 градусов по Цельсию в течение 20 минут - получаса.

Таким образом, чтобы спаять данный металл нужно запастись специальным оборудованием для пайки алюминия и выбрать один из методов пайки: паяние с механическим разрушением окисла или с химическим разрушением пленки.

Печать

Флюс для пайки алюминия

Когда-то в давние времена я думал, что пайку алюминия производят на заводах и в домашних условиях ее не делают. Однако со временем это заблуждение развеялось. Эта статья о том как паять алюминий в домашних условиях и о том, чем паять алюминий.

В школе раньше затрагивалась тема алюминия на уроках химии и физики о его свойствах, он обладает прекрасными электропроводными свойствами, теплопроводностью, но очень плохо поддается пайке. Трудность его пайки связана с тем, что на зачищенной поверхности моментально образуется оксидная пленка, весьма стойкая к различным агрессивным средам.

Как-то раньше встречал такую информацию, что пайку производят припоем состоящим из олова и цинка или олова и висмута. Однако практика показывает, что он вполне нормально паяется обычными припоями ПОС 40 и ПОС 60. Чем паять, не важно, главное как.

Механическая прочность такой пайки небольшая, но в основном требуется не прочность, а электропроводность стыка. Чем еще можно паять алюминий кроме этих припоев не скажу, не пробовал. Можно паять и свинцом, главное, что бы хватило мощности паяльника и нагревался он до достаточной температуры.

Паяльник

Как уже было упомянуто выше алюминий обладает повышенной теплопроводностью, не зря из него делают радиаторы охлаждения. Поэтому для пайки больших элементов, мощность паяльника должна быть большой 100 — 200 Вт. Если конечно это два небольших провода, то возможно будет достаточно мощности в 60 — 100 Вт.

Флюсы

Сейчас с выбором средств нет проблем, а раньше чем только не приходилось пользоваться, что бы залудить алюминий — аспирином, техническим вазелином, солидолом. Я для пайки алюминия в домашних условиях остановил свой выбор на двух хороших флюсах Ф-64 и ФТБф — А, так же неплохие результаты у флюса ФИМ. Это самое главное пожалуй, чем лучше флюс, тем легче пайка.

Главное не нарваться на подделку, а такого сейчас хватает , купишь такой «Флюс для пайки алюминия», а он не куда не годиться. К стати, к вопросу, чем еще можно залудить алюминий, существует такой флюс Ф-34, это можно сказать как раз по составу и есть аспирин. Залудить алюминий можно и «паяльным жиром»

Способы лужения

При хорошем флюсе процесс залуживания и пайки не составляет проблем . Другое дело если под рукой нет такового, здесь процесс становится более трудоемким.

Самое главное в процессе залуживания не допустить контакт зачищаемой поверхности с кислородом. Поэтому зачищаемую поверхность густо смазывают или заливают флюсом, а при необходимости можно и немного подогреть. Можно и просто если изделие небольшое, например провода, зачищать их прямо в растворе, налив его во что-нибудь.

К способу как паять алюминий паяльником с раствором канифоли, делал примерно так. Предварительно очищал поверхность, смазывал раствором и посыпал медными или железными опилками. Затем надавливая жалом паяльника (чем сильнее тем лучше) и сдирая окисел, залуживал обычным припоем.

Иногда при необходимости спаять два провода алюминиевый к примеру и медный, пользовался таким способом. Скручивал два конца провода и сваривал их разрядом тока с помощью графитового сердечника от батарейки. Для такой «сварки» использовал трансформатор 6-12 вольт с током от 3 ампер. Один конец провода от трансформатора подсоединяем к скрутке, а ко второму прикручиваем стержень батарейки (можно использовать щетку от двигателя). При касании возникает дуга и концы спаиваются в шарик.

Так что паять алюминий в домашних условиях вполне возможно и не такая это уж сложная задача. Немного практики и все.