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.

Пруток для пайки алюминия в домашних условиях

Всем привет! Многие знают, что алюминий паяют в основном в аргоновой среде специальным сварочным аппаратом, но есть еще вариант для работы с газовой горелкой, да даже турбозажигалкой в небольших масштабах можно пользоваться.

Вообще это не первое мое знакомство с данной проволокой, но опыт покупок не очень хороший, так что поделюсь не только результатом тестирования, но и проверенными местами для покупки, чтобы не получить образец №2, но начнем по порядку.

Содержание

  • Характеристики
  • Распаковка и внешний вид
  • Тестирование
  • Итоги
Характеристики

B-Zn98Al 381-400
Примерный состав (вес %): 2,4 Al – остальное Zn
Температура плавления ºС: 360
Прочность на разрыв (МПа): До 100 (Al)
Плотность (г/cм3): 7,0

Распаковка и внешний вид

Последним и самым выгодным приобретением был образец №3 из banggood.

Пришел в небольшом сером пакете

Пруток дополнительно упакован в прозрачный зип-пакет.

5 метров обошлись мне в $8 с поинтами, то есть $1.6 за метр — перейти в магазин

В центре виден белый порошковый флюс, пруток в меру жесткий, выглядит как алюминий без окисления

Сравнение

Первым был куплен крайний левый образец №1 в али. Он абсолютно идентичен по свойствам с образцом №3, но 3 метра обошлись мне в $12, то есть $4 за метр, что почти втрое дороже. проверить текущую цену

В центре образец №2. Он стоит $5 за 3 метра или $1.7 за метр, как и образец №3

Но как только берешь пакет в руку, понимаешь, что это ПОС с не очень густым флюсом внутри.

Еще два образца по $8 за 3 метра так и не были доставлены, вероятно их даже не отправили.

Тестирование

Алюминий со временем покрывается оксидной пленкой, из-за которой поверхность становится матовой, так вот, перед спаиванием поверхности обязательно нужно зачищать до блеска, иначе припой просто будет шариками скатываться по поверхности независимо от степени ее нагрева. Образец №1

Вообще правильно нагреть деталь до температуры около 400 градусов, а затем просто водить прутком, который будет плавиться и заполнять собой щели, но у меня мало опыта, поэтому чтобы не перегреть поверхность, я периодически вношу пруток в пламя горелки. Если температура низкая, припой скатится по поверхности шариком, если достаточная — залудит ее.

Проверка на излом показывает хороший результат — разрыв происходит не по шву

Образец №2. Плавится очень хорошо, выделяет много дыма, воняет горелым «аспирином». К алюминию липнет, но если перегреть, довольно быстро выгорает.

Работать неудобно из-за вони и необходимости контролировать температуру.

Образец №3. Решил спаять трубки внешними стенками

Пробуем разорвать шов. После того как трубка выскочила из тисков, я зажал ее выше, выведя из фокуса и заметил это только на стадии создания гифок

Но есть фото результата на котором видно, что шов не пострадал.

Ну и напоследок срастим алюминиевую трубку с куском «дюральки»

Тест на разрыв так же прошел успешно

Итоги

Занятная проволока — алюминий паяет отлично, заполняя собой даже мелкие щели, главное чтобы стыки не были загрязнены. К меди тоже липнет хорошо, но опытные люди говорят, что для работы с ней лучше использовать другие сплавы, хотя для экстренного полевого ремонта вполне сгодится и этот пруток.

Температура плавления алюминия около 660ºС, казалось бы, можно использовать прутки и на 450-500 градусов, но можно столкнуться с двумя проблемами:
1. Массивную деталь до 500 градусов нужно еще чем-то прогреть
2. Можно перегреть место пайки и испортить деталь

Самым оптимальным мне показался образец №3. Соответствует заявленным характеристикам и стоит дешевле остальных минимум вдвое. Так же на выбор есть лоты разной длины:
1 метр — $2.89
2 метра — $4.39
3 метра — $6.39
5 метров — $9.89

Флюсы для пайки алюминия

Перед тем, как паять алюминий, с его поверхности необходимо удалить прочную и тугоплавкую оксидную пленку. Для этого перед началом паечных работ на нее наносят специальный состав – флюс, способствующий быстрому растворению окисла и предотвращению его образования на некоторое время.

В качестве флюса для данного вида работ применяют канифоль, порошковые, жидкие составы.

Канифоль

Такой не обладающий активностью флюс для алюминия используется крайне редко. Он не растворяет пленку оксида и не обеспечивает образование качественного паечного шва.

Порошковый флюс

Из порошковых флюсов для данного вида работ применяют буру, состав марки Ф-34А (активный флюс на основе хлоридов калия, лития и цинка, фторида натрия), паяльный жир.

Жидкий флюс

В качестве жидкого флюса для пайки алюминия применяют такие составы, как:

  • Ф-61;
  • Ф-64;
  • Castolin Alutin 51 L.

Плюсы жидких составов, по сравнению с канифолью и порошкообразными веществами, заключаются в удобстве и равномерности их нанесения, более экономном расходе.

Припой для пайки алюминия

Припой для алюминия бывает следующих видов:

  • Оловянно-свинцовый сплав – ПОС-40,ПОС-61 (содержат 41 и 61% олова, соответственно);
  • Цинково-оловянный сплав – ЦОП-40 (содержание цинка – 40%);
  • Алюминиевые сплавы – HTS 2000, Castolin 192FBK, 34А.

Отечественные припои

Из отечественных припоев для данного вида паечных работ подходят цинко-оловянные марки с содержанием цинка 40%, а также специальный алюминиевый припой марки 34А.

Сравнение припоев для пайки алюминия

Из всех используемых для такого вида работ марок припоев максимальную прочность и надежность шва обеспечивают зарубежные сплавы HTS 2000, Castolin 192FBK, а также отечественная марка 34 А.

Обычные оловянно-свинцовые сплавы, в отличие от специализированных, не обеспечивают надежную адгезию с рабочей поверхностью, сильно окисляются на воздухе, не обладают необходимой прочностью на разрыв.

На заметку. Для того чтобы припаять медь к алюминию, применяют как флюсы, так и припои тех же марок и видов, что для паечных работ на алюминиевых деталях.

Порошковая проволока

Порошковая проволока с флюсом применяется при сварке алюминиевых деталей. Для того, чтобы их спаять, она непригодна, так как имеет очень высокую температуру плавления.

Читайте также  Обжиг кирпича

Для того чтобы шов был качественным и надежным, спаиваемые детали тщательно обезжиривают, очищают при помощи наждачной бумаги или щетки по металлу. При применении паяльника рабочие поверхности лудят.

Источники нагрева

В качестве источников нагрева для данного вида работ применяют паяльники и газовые горелки на пропане.

Паяльник для пайки алюминия

Для соединения деталей, заделки пробоин и трещин в заготовках из данного металла применяют паяльник с нихромовым нагревателем и широким медным жалом. Мощность у данного прибора должна быть не менее 80-100 Вт.

Горелки для пайки алюминия

Для данного процесса применяют небольшие газовые горелки на пропане со сменными баллонами.

Важно! Не рекомендуется применять для данного вида работ кислородно-ацетиленовые газовые горелки, так как они разогревают легкоплавкий металл до высокой температуры за короткое время, что может привести к его перегреву и расплавлению.

Кастолин

Импортный кастолин состоит только из алюминия и цинка. Он обладает хорошей текучестью, проникающей способностью, электропроводностью.

Некоторое неудобство доставляет невозможность применения данного припоя для деталей с содержанием магния в количестве более 1,5 % и изделий, которые в последующем планируется анодировать.

Компания Castolin поставляет в продажу линейку припоев с разнообразным сочетанием компонентов. Проконсультировавшись, можно подобрать средство для конкретных условий.

Как правильно паять алюминий

Порой возникает такая ситуация, что старую алюминиевую проводку заменить нет возможности и вам просто необходимо выполнить качественное соединение алюминия и меди. Для этого, конечно, можно использовать специализированные разъемы, обжимы или клемники, но я хочу вам рассказать, как можно надежно и качественно спаять медь и алюминий.

В чем сложность пайки

Как известно, алюминий очень активный металл и при взаимодействии с атмосферным воздухом он практически мгновенно покрывается оксидной пленкой, оная как раз и отторгает припой и не позволяет просто так залудить алюминий.

Чтобы припой хорошо «прилип» к металлу нужно удалить уже имеющуюся пленку и не дать ей вновь образоваться, вплоть до того момента, пока вы не нанесете припой.

Специально для этих целей были придуманы: специализированные флюсы, активно используют паяльную кислоту, применяют смесь канифоли с ацетоном.

Готовим инвентарь

Для того, чтобы успешно выполнить данную работу вам потребуется: паяльник мощностью минимум 60 Вт, ножик, пассатижи, наждачная бумага или напильник, припой ПОС 61 или ПОС 50, флюс Ф-64 либо его аналог, кисточка, губка и ветошь.

Паяем алюминий оловом и флюсом Ф-64

Важно. Пайка токопроводящих элементов с помощью Ф-64 и любого его аналога по правилам ПУЭ запрещена. Так как применение кислоты вызывает не только разрушение оксидной пленки, но так же активно разрушает сам металл, а после лужения эту кислоту удалить невозможно и она продолжает разрушительные процессы под припоем.

Таким способом вы сможете, например, запаять алюминиевую декоративную деталь.

Сам по себе алгоритм работы с флюсом Ф-64 очень прост. Сначала зачищаем изоляцию на алюминиевой жиле , затем наждачной бумагой или же ножом обрабатываем саму жилу для того, чтобы снять толстый слой пленки.

Затем кисточкой наносим флюс на зачищенную жилу и еще раз зачищаем его уже под флюсом. Таким образом флюс препятствует образованию новой пленки.

Затем уже хорошо прогретым паяльником начинаем наносить на подготовленную жилу олово. При этом вы паяльником будто втираете припой.

Как только вы залудили одну дорожку, вновь наносите флюс и повторяйте процедуру. Так вы сможете полностью покрыть жилу припоем и в дальнейшем припаять ее к нужному вам месту или детали.

После того, как вы полностью обработали жилы нужно обязательно промыть ее в растворе соды (пять столовых ложек соды на 200 грамм воды). Это нужно чтобы смыть остатки активных веществ, оные входят в состав Ф-64.

Пайка алюминия с медью при помощи олова и канифоли

Для того, чтобы спаять токопроводящие жилы медного и алюминиевого провода применять кислотные флюсы нельзя, а нужно воспользоваться жидкой канифолью, оная так же обеспечит надежное соединение.

Такую канифоль можно приобрести уже в готовом виде, а можно приготовить самостоятельно, для этого вам потребуется кусковая канифоль (оная измельчается в порошок) и чистый спирт. Затем эти два компонента смешиваем в пропорции: 60% канифоли и 40% спирта. Затем кладем пузырек в теплую воду, дожидаемся пока она разогреется и тщательно перемешиваем до полного растворения канифоли. Все, раствор готов и им можно пользоваться.

Так же помимо всего вышеперечисленного инвентаря нам еще нужно подготовить небольшую емкость в оную мы будем погружать зачищенный конец провода.

Так же удаляем изоляцию и очищаем жилу от толстого слоя пенки, затем погружаем наш оголенный конец провода, чтобы он полностью был в жидкой канифоли и с помощью ножа еще раз обрабатываем жилу.

Далее берем предварительно разогретый паяльник и начинаем обрабатывать жилу у самой поверхности канифоли, вращая его и вынимая по мере того, как будет облуживаться провод.

Главная фишка заключена в том, чтобы алюминий облуживался у самой границы между канифолью и воздухом таким образом, чтобы воздух не окислял его.

Следите, чтобы паяльник не терял температуру и при необходимости вынимайте его из ванночки, чтобы он хорошо прогрелся.

Важно. При этой работе выделяется очень много дыма, поэтому лучше ее производить на открытом воздухе или же в помещении с отличной принудительной вентиляцией.

После того, как вы облудили алюминий, остаточный след канифоли легко удаляется тряпкой смоченной в спирте. Затем вы можете скрутить облуженные алюминиевые и медные провода в классическую скрутку и тут же пропаять ее.

Олово послужит отличным нейтрализатором гальванического взаимодействия меди и олова и гарантирует, что подобное соединение прослужит очень долго и безаварийно.

Пожалуй, единственным и существенным недостатком подобного соединения меди и алюминия является тот факт, что выполнить пайку в распределительной коробке, находящейся под потолком и при отсутствии должного запаса, практически невозможно.

В этом случае лучше воспользоваться другими способами соединения проводов в распределительной коробке.

Это все, что я хотел вам рассказать о пайке алюминия с помощью специальных припоев и обычного олова с канифолью. Надеюсь, эта статья окажется вам полезна и интересна. Спасибо за внимание.

Флюсы для пайки алюминия

Флюсы имеют высокую активность, поэтому после пайки их нужно смывать раствором воды с щелочью. Роль щелочи хорошо выполняет пищевая сода. После щелочи место соединения промывается чистой водой. Следует беречь органы дыхания от попадания в них паров флюса. Они способны раздражать слизистые и попадать в кровь. Наиболее распространенные из них требуется рассмотреть каждый в отдельности.

Канифоль

Канифоль — наиболее востребованный из всех флюсов. Он используется при соединении различных металлов. На алюминии работает только при отсутствии воздуха, поэтому применяется редко. Времени при работе с канифолью тратится больше, эффективности меньше. Этот флюс не для профессионалов, выполнять пайку может, но качество соединения не отличается прочностью.

Читайте также  Автополив в теплице

Порошковый флюс

Алюминий паяют газовой горелкой с применением порошковых флюсов. Не рекомендуется к пламени добавлять кислород, он снижает эффективность работы флюса. Наиболее распространенные флюсы:

  • Ф-34А;
  • бура;
  • ацетилсалициловая кислота;
  • паяльный жир.

Ф-34А — активный флюс, имеющий в составе 50% хлорида калия, 32% хлорида лития, 10% фторида натрия и 8% хлорида цинка. Состав применяется с припоями, содержащими химические добавки. Он обладает гигроскопичностью и растворяется в воде.

Бура — порошок, плавящийся при 700°С, обладает растворимостью в воде, смывается водным раствором лимонной кислоты. Отличается низкой стоимостью.

Ацетилсалициловая кислота встречается в виде таблеток аспирина. При нагреве паяльником выделяются вредные для здоровья человека пары, обжигающие нос, глаза и органы дыхания.

Паяльный жир состоит из парафина, хлорида аммония и цинка, деионизированной воды. Хорошо паяет предварительно прогретые места, прошедшие процедуру лужения. После спаивания алюминиевых деталей рекомендуется остатки флюса смывать, иначе он вызывает коррозию металла.

Жидкий флюс

Жидкий флюс наносится на место пайки тонким слоем. При работе паяльником быстро испаряется с выделением обжигающих паров. Флюс Ф-64 в своем составе содержит фториды, тетраэтиламмоний, ингибиторы коррозии и дионизированную воду. Хорошо разрушает оксидную пленку и помогает паять заготовки из алюминия больших размеров. Используется при паянии меди, алюминия, оцинкованного железа и других металлов.

Ф-61 состоит из триэтаноламина, фторбората аммония и фторбората цинка. Используется при лужении и пайке сплавов алюминия при температуре до 250°С. Castolin Alutin 51 L состоит из кадмия, свинца и 32%-ного олова. Наиболее эффективно работает при температурах выше 160°С.

Любой из перечисленных флюсов помогает запаять алюминиевую кастрюлю, алюминиевые заготовки разных размеров, соединять методом пайки дюралюминий, дюралевые (дюраль) заготовки.

Определимся с материалами

Для соединения алюминиевых деталей достаточно воспользоваться подручными материалами, имеющимися в любом гараже или мастерской. Первое и основное — газовая горелка. Подойдет любая, главное, чтобы ее мощности было достаточно для плавки алюминия. Второй компонент — порошковая проволока. Она удобна в работе и отлично подходит для создания надежного и крепкого соединительного шва.

Если горелка отсутствует, можно воспользоваться стандартной насадкой на газовый баллон. Этого будет достаточно для работы с порошковой проволокой. Разумеется, работая с подобными приборами, необходимо соблюдать предельную осторожность, не забывая о технике безопасности.

Порошковая проволока играет роль припоя. В ее структуре содержатся мелкие крупицы, которые быстро плавятся и столь же быстро отвердевают, создавая крепкий шов. Такой припой отлично подходит для соединения алюминиевых деталей.

Где приобрести материалы

Все необходимое продается в специализированных магазинах. Можно спросить в салонах, продающих автозапчасти или на строительном рынке. Хозяйственные магазины так же реализуют материалы для пайки алюминия в домашних условиях. На крайний случай можно заказать горелку и порошковый припой с популярного китайского маркетплейса AliExpress, причем многие продавцы не берут плату за доставку.

Паяльная горелка с Алиэкспресс к содержанию ↑

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.

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.

Специальные припои

Наиболее качественное соединение в домашних условиях можно получить, используя легкоплавкие припои на основе олова и меди и специальные флюсы. Самым популярным отечественным флюсом является Ф64, который позволяет паять алюминиевые детали без механической зачистки. Так, к примеру, без проблем осуществляется пайка алюминия с медью, или запаивается изнутри алюминиевая трубка, зачистить которую иными способами не представляется возможным.

При этом используются обычные легкоплавкие оловянно-свинцовые припои с температурой плавления 200−350 градусов. Паяльник должен быть довольно мощным — от 100 Вт и выше. Причина — в высокой теплопроводности алюминия. Недостаточно мощный паяльник просто не сможет нагреть место спайки до температуры плавления припоя. Лишь очень маленькие детали (преимущественно в радиоэлектронике) можно соединять паяльником мощностью 60 Вт.

Для пайки больших алюминиевых деталей паяльник не подойдёт. Здесь лучше воспользоваться любой газовой горелкой, обеспечивающей нагрев до 500−600 градусов, и одним из специализированных припоев. Одним из наиболее популярных является HTS-2000 — безфлюсовый припой для пайки алюминия, меди, цинка и даже титана.

Он обладает несколькими достоинствами:

  1. Низкой температурой плавления (390 градусов Цельсия).
  2. Возможностью применения без флюса.
  3. Надёжностью соединения (во многих случаях способен заменить аргонную сварку).

Правда, HTS-2000 не исключает процесса зачистки. Более того, в процессе пайки необходимо сдирать прутком припоя или металлической щёткой оксидную плёнку, чтобы обеспечить надёжное соединение. Однако этот способ позволяет выполнять такие работы как запаивание прохудившихся алюминиевых ёмкостей, например, канистр, или даже автомобильных алюминиевых радиаторов.

Кроме того, HTS-2000 — это практически единственный (за исключением аргона) способ соединения двух «крылатых» металлов: алюминия и титана.

Существуют и другие высокотемпературные припои, разработанные специально для пайки алюминия. Например, 34А, в составе которого содержится две трети алюминия, а также медь и кремний. Но температуры плавления таких припоев — 500−600 градусов Цельсия, что близко к температуре плавления самого алюминия.

Поэтому использование высокотемпературных припоев в домашних условиях опасно — алюминиевая деталь при нагреве до столь высоких температур может быть непоправимо испорчена.