Освоил пайку алюминия для ремонта трасс кондиционеров. Пайка во многих случаях предпочтительнее TIG сварки, тк сварка грязных изнутри трубок стандартно вызывает проблемы с герметичностью сварного шва. Как обычно, все просто, но сложно и полно мелких нюансов. Для пайки использовал технологии Castolin — «дорохо и бохато».
Сама технология пайки, именно алюминия, подразделяется на два типа, первый, что я попробовал, — это пайка без нагрева открытым пламенем, те паяльником или индуктором, для нее предназначен припой 1827 (Кадмий-цинк-серебро) и флюс AluTin 51. Несмотря на достаточно низкую температуру плавления припоя — 280 градусов, прогреть детали двухкиловаттным индуктором, не говоря уже и всяких стоваттных паяльниках ожидаемо не получилось. Слишком высоки теплопроводность и электропроводность алюминия. Индуктор генерирует в металле мало тепла и оно быстро уходит.
Второй вариант — это широко известный припой Castolin 192FBK и горелка на MAPP газе. Кроме 192 припоя есть еще 190 и 195, но у них существенно выше температура плавления, работать с ними сложнее, поэтому самый популярный припой именно 192FBK к тому же он содержит флюс, что сильно повышает удобство работы.
Как припаять к алюминию? Легко. Нужен только паяльник! Без флюсов, без горелки!
По физике температура плавления чистого алюминия ~660 градусов, температура плавления 192-го припоя ~380-420 градусов, что определяет очень тонкую грань между «недогреть» и «перегреть» и именно этот фактор обуславливает сложность процесса. Тепло уходит с места локального нагрева в деталь практически мгновенно, малейший перегрев вызывает деградацию металла и последующее плавление. Поэтому греть приходится короткими импульсами и постоянно чиркать прутком припоя по деталям, проверяя, не достигнута ли температура плавления. Типично на нагрев 10 мм трубки уходит около 20-30 секунд.
Очень важно понимать, что 192 припой, а это 98% цинка и 2% алюминия — капиллярный. Смачивая поверхность, он мгновенно растекается, его нельзя навалить в кучу, им нельзя «замазать» большую дыру. Он предназначен для соединения деталей с минимальным зазором. Трубки встык, трубки с развальцовкой, сжатые плоские детали, волосяную трещину — запаять можно, дыру диаметром 5 мм — нельзя.
Еще одна особенность, на которой не акцентируют внимания авторы роликов на ютубе, это то, что пока припой не расплавился, из-за плохого теплового контакта с деталью, деталь, как правило, должна иметь существенно более высокую, чем 420 градусов, температуру для начала плавления припоя, что таит опасность ее расплавления.
Соответственно, тактика работы такова. При предварительном прогреве деталей нельзя совать в плямя горелки припой. Шарик припоя падает на недогретую поверхность, застывает, получается дефект.
Включаем горелку на постоянную работу и греем деталь короткими импульсами по 3-5 секунд, отводя пламя в сторону и в этот момент пытаемся прижать пруток припоя к детяли и поцарапать им поверхность. Если в этот момент из него высыпается на деталь флюс — очень хорошо. Флюс плавится незадолго до достижения нужной температуры и служит хорошим индикатором.
В какой-то момент времени пруток начинает оставлять на детали блестящий след расплавленного цинка, это означает, что целевая точка, по температуре, близка и только в этот момент уже можно совать пруток в пламя горелки одновременно с нагревом детали. Как только капля зашла в зазор между деталями, нагрев нужно прекратить и продолжать потихоньку подавать пруток уже в ванну расплавленного припоя. Как только припой начинает застывать нужно подогреть стык и продолжать. Важный момент: не нужно заваливать стык деталей припоем, он практически весь вытекает с обратной стороны (внутрь трубки), в стыке же остается столько сколько нужно.
Источник: www.drive2.ru
Пайка алюминия в домашних условиях
Пайка алюминия в домашних условиях — реальный способ починить домашнюю утварь, бытовые и автомобильные алюминиевые радиаторы, трубки, сантехнические приспособления и многое другое. В промышленных условиях пайка и сварка деталей из этого материала производится на автоматизированном оборудовании. В домашних условиях пайка и сварка алюминия также возможна.
Оглавление:
Для этого применяют обычный паяльник, обычные припои ПОС-50 и ПОС-61, содержащие олово. Кроме того, возможно применить сварочный магниевый карандаш или использовать газовую горелку.
После того как вы выбрали припой, необходимо выбрать флюс для паек. Самый главный секрет при пайке алюминия — работать быстро, соединить спаиваемые детали сразу после того, как они были очищены от оксида.
Подготовка к работе
Определение сплава изделия
Нужно определить сплав спаиваемых деталей, насколько это возможно, алюминий ли это вообще или нет. Многие алюминиевые предметы и детали в домашнем хозяйстве являются алюминиевыми сплавами. Многие сплавы можно успешно спаивать в домашних условия, используя домашние тиски и паяльник. Но некоторые сплавы — только на промышленной сварочной установке.
Состав алюминиевой детали можно предположить исходя из твёрдости материала. Чем мягче кажется материал при обработке, тем большее количество чистого алюминия он содержит. Это условие успешных и качественных паек.
Выбор припоя
- Если вы спаиваете алюминий с другими металлами, например, алюминиевый и медный провода, то эта пайка требует особый подход. Часто в таких случаях сам алюминиевый провод, небольшой его участок покрывают слоем меди. Потом лудят обычным припоем и спаивают провода.
- Для паек необходим низкотемпературный припой. Так как температура плавления алюминия составляет 660 ºC, и он обладает хорошей теплопроводностью, то необходимое условие для успешных паек паяльником — необходимость достаточно легкоплавкого припоя, содержащего олово, а значит, быстрое плавление припоя. Во многих случаях вполне подходит припой ПОС-50. Также возможно использовать припой ПОС-61.
- Можно приобрести специальные припои для паек алюминия. Это сплавы алюминия с кремнием и цинком. Они бывают разными, в зависимости от того, что вы будете соединять — алюминий с алюминием или алюминий с медью и другими материалами. Необходимо внимательно прочитать этикетку на упаковке.
Выбор флюса
Необходимо выбрать подходящий флюс для паек алюминия. Алюминий можно паять разными способами. В связи с тем, что основной проблемой при пайке и сварке алюминия является удаление оксидной плёнки с поверхностей соединяемых деталей, то при разных способах паек применяется различный флюс. В домашних условиях применяют обычную канифоль или щелочное масло.
Также используют насыщенный раствор медного купороса. Кроме того, часто применяют обычное минеральное масло для швейных машин, которое можно купить в хозяйственном магазине. Оно наносится прямо на алюминий.
Выбор инструмента
- Нужно правильно выбрать источник тепла. Для мелких деталей вполне подойдёт паяльник с рабочей мощностью до 150 ватт, но для массивных деталей, например, радиатора автомобиля, необходима низкотемпературная газовая горелка. Её рабочая температура 315–425°C . Она может обеспечить хороший прогрев мест паек изделия и быстрое плавление припоя.
- Купите или соберите дополнительные приспособления. Когда вы будете соединять алюминий, вам будет необходим какой-то зажим или тиски. Кроме того, необходимо после завершения паек промыть спаянные поверхности в воде или в моющем средстве для удаления остатков кислотных или масляных флюсов. Если использовался флюс на основе смолы, то нужно промыть алюминий с помощью ацетона. Соответственно, для этого нужна какая-то ёмкость или ванна.
- Позаботьтесь о своей безопасности. Создайте комфортную рабочую зону. Обязательно приобретите респираторную маску для защиты от токсичных паров. Работайте только в хорошо проветриваемом помещении. При использовании жидких, а особенно кислотных флюсов, применяйте маску или защитные очки. При использовании газовой горелки алюминий может расплавиться, поэтому при работе нужно применять хлопчатобумажную спецодежду и сапоги.
Процесс пайки алюминия
Подготовка изделия
До соединения кусков алюминия возможно предварительное лужение этих кусков. Это полезно при пайке сложных конструкций. В этом случае очень легко стянуть алюминий в зажиме, а потом паять паяльником или газовой горелкой. Соответственно, это не нужно делать, если вы заделываете трещины или отверстия в одном изделии.- Далее, необходимо зачистить алюминий, его обрабатываемую поверхность с помощью щётки из нержавеющей стали. При контакте с воздухом алюминий быстро покрывается слоем оксида алюминия, который не может быть залужен и пропаян. Ещё одно условие качественных паек — нужно быть готовым к быстрой очистке, покрытию флюсом и пайке, чтобы алюминий не успел покрыться новым слоем оксида. Изделие с сильным загрязнением или окислением нуждается в шлифовании и протирке изопропиловым спиртом или ацетоном.
Зажмите спаиваемые металлические части вместе. Нужно, чтобы они соприкасались в том месте, где вы их хотите спаять. Для припоя нужно оставить небольшой зазор, меньше 1 мм. Если части металла не соприкасаются плавно, то нужно сделать шлифованные участка гладкими. Есть и другой вариант работы. Поскольку при работе с алюминием нужно работать достаточно быстро, то можно несильно закрепить алюминиевые куски вместе в тиски, там их зачистить, а потом сильно затянуть зажим тисков.- Далее, быстро, пока не образовался новый слой оксида алюминия, нанесите флюс вдоль площади спаивания. Для этого можно применить деревянную палочку или стержень припоя. Это обеспечит вытяжку припоя по всей площади соединения и прочный паяный шов.
Пайка изделия
Теперь можно нагревать спаиваемые детали. Для этого можно применить паяльник мощностью до 150 ватт или газовую горелку, в зависимости от массы спаиваемого изделия.
- Нагревать нужно рядом с местом соединения. Начинать нагрев нужно с нижнего конца изделия. Прямое пламя горелки может перегреть соединение, и тогда вся работа пойдёт насмарку. Поэтому наконечник горелки нужно держать на расстоянии 10 – 15 мм от поверхности металла. Для того чтобы равномерно прогреть спаиваемый шов, необходимо плавно, маленькими кругами перемещать источник тепла по площади спаивания. Учтите, что при использовании паяльного утюга он может нагреваться до нужной рабочей температуры в течение 10 минут. Если при нагреве спаиваемого соединения используемый флюс почернеет, то это значит, что температура нагрева соединения была слишком высока. Флюс нужно удалить и после охлаждения добавить новый и продолжать работу.
После прогрева рабочей области до нужной температуры нужно применить припой. Температура нагрева определяется по цвету флюса. В основном, флюсы, которые применяются при пайке алюминия, при достижении рабочей температуры приобретают светло-коричневый цвет и начинают пузыриться. Поднесите припой к месту пайки, продолжая нагревать это место косвенно с противоположной стороны детали или близлежащей поверхности. Продолжая передвигать паяльник или горелку вдоль паяного шва, необходимо добиться равномерного растекания расплавленного припоя по всей площади места пайки и образования блестящей, как бы зеркальной, поверхности.
Если на спаиваемых поверхностях до нанесения флюса успеет образоваться новый слой оксида алюминия, то припой не будет связываться с алюминием. Тогда поверхности деталей нужно заново зачистить, добавить флюс и заново запаять. Такая ситуация может возникнуть, если тип припоя и флюса не соответствуют работе с алюминием и его сплавами. Либо алюминиевый сплав вашего изделия действительно плохо спаивается.- После охлаждения спаиваемой детали её нужно очистить от остатков флюса и оксидов, образовавшихся при высокой температуре пайки. Если используемый флюс был изготовлен на водной основе, то его можно смыть водой или нейтральным моющим средством. Если же флюс был изготовлен на основе смолы, то для очистки можно применить ацетон. Иногда для очистки от оксидов применяется кислотный травильный раствор.
Один домашний способ, как паять алюминий паяльником
Нужно подготовить небольшую поверхность на алюминиевом изделии, просто зачистив её. На эту поверхность нанести несколько капель концентрированного раствора медного купороса. Алюминиевое изделие подключить, используя провод диаметром примерно 1 мм к источнику постоянного тока. Можно использовать алюминиевый провод.
Другой медный провод свернуть так, чтобы получился небольшой диск. Другой конец этого провода подключить к «+» источнику постоянного тока.
В эту цепь можно последовательно включить обычную лампу накаливания на соответствующее напряжение. В качестве источника питания подойдёт трансформаторный выпрямитель от 3 до 12 вольт, аккумуляторная батарея или даже батарейка от карманного фонарика с напряжением 4,5 вольт.
Есть много видео в сети на YouTube. Вот инструкция для проведения успешной пайки алюминия.
После включения источника питания медный провод со свёрнутым диском подносится к месту пайки на небольшое расстояние и опускается в нанесённый ранее раствор медного купороса. Касаться самого алюминиевого изделия не нужно, ток должен течь через медный купорос. Загорается лампочка, и происходит электролитическое осаждение меди на поверхность алюминия.
Через некоторое время медный купорос может закипеть и испариться. На его месте останется осаждённая медь. Потом этот участок можно залудить обычным способом и припаять к нему медный провод.
Источник: instrument.guru
Виды припоев для пайки алюминия
Алюминий – это химический элемент с сильно выраженными металлическими свойствами. Под действием кислорода из окружающего воздуха он легко подвергается окислению, образуя тусклое, серое оксидное покрытие.
Такими выглядят алюминиевые изделия. Если поверхность зачистить, то в течение нескольких минут можно наблюдать металлический блеск чистого вещества. Плотный, тугоплавкий налет из оксидов существенно затрудняет любую работу с металлом.
Считается, что паять алюминиевые изделия очень сложно. Так бывает не всегда. Хороший припой для пайки алюминия облегчает ситуацию. Состав композиций позволяет справиться с оксидным слоем, обеспечивает образование шва.
В чем состоит проблема
Оксидная пленка плавится при очень высокой температуре. Ее присутствие мешает проникновению припойного расплава в основной металл, нарушает смачивание места пайки.
Алюминий имеет низкую температуру плавления. Он полностью переходит в жидкое состояние при 660 ℃. Начинается изменение агрегатного состояния при температуре около 300 ℃. В большинство алюминиевых сплавов входят металлы, которые расплавляются уже при 500 ℃.
При высокотемпературной пайке очень легко «проскочить» маленький интервал нагревания, позволяющий получить нормальный шов.
Велика вероятность перегрева зоны плавления, вследствие которого в жидкое состояние перейдут фрагменты деталей. Следует помнить, что паяние должно проводиться путем обволакивания твердых рабочих участков изделий расплавленной массой припоя.
Материалы с оловом
Существует множество металлических композиций для пайки алюминиевых изделий.
В составе большинства легкоплавких припоев преобладают медь, олово, свинец; присутствуют кадмий, висмут, индий.
Однако алюминий в этих металлах не очень хорошо растворяется, что обуславливает пониженную прочность образующихся при пайке швов.
Дополнительную сложность создает низкая устойчивость к коррозии припоев из олова, свинца. В случае проведения работы с этими составами спаянное соединение из алюминия покрывают лакокрасочными защитными средствами.
Хороший результат дает пайка посредством припоев со следующими металлами:
- медью;
- цинком;
- алюминием;
- серебром;
- кремнием.
Существует множество композиций, содержащих эти металлы в различном соотношении. Отечественных мастеров в первую очередь интересует российская продукция (прутки и проволока), имеющая хорошее качество и доступную стоимость.
Популярен припой, состоящий из 60 % олова и 40 % цинка. Известно, что повышенное подержание цинка придает шву коррозионную стойкость.
Кастолин
Импортный кастолин состоит только из алюминия и цинка. Он обладает хорошей текучестью, проникающей способностью, электропроводностью.
Компания Castolin поставляет в продажу линейку припоев с разнообразным сочетанием компонентов. Проконсультировавшись, можно подобрать средство для конкретных условий.
Алюминиевые сплавы с добавками
Эффективен для пайки высокотемпературный припой, содержащий 66 % чистого алюминия, 28 % меди и 6 % кремния. Сделан он в России. Значительная концентрация базового металла, идентичного материалу рабочих деталей, увеличивает растворяемость, проникновение расплава.
Основа шва, включающая медь с алюминием, укрепляется присутствием кремния. Образующееся посредством алюминиевого припоя соединение не корродирует, имеет хорошие механические качества.
Добавка кремния повышает температуру плавления припоев. Так, состав из 87 % алюминия и 13 % кремния плавится при значениях температуры около 600 ℃. Этот вид импортной продукции поступает в продажу уже готовый к применению. Припой с флюсом стоит дороже. Повышенная цена окупается высоким качеством шва.
Отличный результат пайки дает американский композит из 9 компонентов. Прутки плавятся при температуре 347 ℃, увеличиваясь в объеме на 10 %. Образующийся шов отличается пластичностью, в 3 раза превосходящей показатели соединений из других сплавов.
Высокотемпературную пайку проводят при работе с массивными деталями из алюминия или изделиями из сплавов, плавящихся только при сильном нагревании. Нагрев обеспечивается газовыми горелками, работающими на чистых углеводородах или их смесях с кислородом. Можно пользоваться обычным паяльником.
Подбор флюсов
С учетом специфики пайки деталей из алюминия к выбору флюсов нужно подойти внимательно.
Существует отечественные средства, состоящие из нескольких компонентов. Они обеспечивают эффективную очистку деталей, препятствует окислительным процессам при нагревании. Это особенно актуально при использовании припоев из олова и свинца, известных своей склонностью к окислению.
Хорошую проникающую способность обеспечивает многокомпонентный флюс из фторборатов аммония и цинка, триэтаноламина, добавочных веществ. Средство имеет доступную цену. Его эффективность многократно проверена на практике.
Известный высокотемпературный флюс состоит из хлоридов калия, лития и цинка; фторида натрия. Сухую смесь всыпают в рабочую зону пайки на палочке, дожидаясь равномерного расплавления и перемешивания с массой припоя.
Как подготовить детали
Перед началом пайки нужно провести обезжиривание поверхностей алюминия. Сделать это можно легко с помощью доступного органического растворителя. Можно взять ацетон, бензол, бензин.
После испарения жидкости детали нужно тщательно зачистить любым абразивом: наждачным полотном или бумагой, щетками, сетками из проволоки.
Можно поверхность обработать кислотными растворами, провести травление. Это занимает время, поэтому выполняют процедуру только при необходимости очень прочного шва.
Подготовку поверхности следует проводить непосредственно перед пайкой. Алюминий окисляется на воздухе мгновенно.
Очистка позволяет удалить старый толстый слой оксидов. При правильном проведении пайки вновь образовавшийся тонкий слой не навредит образованию шва.
Источник: svaring.com