Принципы пайки алюминия

Пайка алюминия — сложный процесс, поскольку на поверхности образуется оксидная плёнка, которая мешает проведению работ. Поэтому нужно использовать специальные методики, позволяющие упростить рабочий процесс. Специальные флюсы позволят избавиться от негативных факторов оксидного слоя.

Особенности процесса

Поверхность алюминиевых деталей покрыта оксидной плёнкой, которая обладает высокой химической стойкостью, а также температурой плавления выше в 2 раза, чем чистого металла. В интервале от +2500С до +3000С алюминий становится неустойчивым и подплавляется. Минимальная температур плавления оксидной плёнки составляет +5000С.

При пайке соединяемые детали под наружным слоем начинают плавится. Поэтому пайщику нужно устранить негативное влияние оксидного слоя. Принцип всех способов основан на удалении плёнки, а также повышении адгезионных свойств.

Методы удаления оксидного слоя:

  • механический — использование абразивных инструментов для зачистки,
  • химический — применение флюсов со специальными составами,
  • электрохимический — основан на процессах электролиза.

Оба способа проводятся только в среде с отсутствием доступа кислорода.

Используемые материалы

Для выполнения работ потребуется подготовить следующие материалы:

  • флюс,
  • припой.

Для получения качественных швов нужно использовать флюс для пайки алюминия на основе цинка, кремния, меди. Стыки получаются прочными, долговечными, стойкими к коррозии, статическим и динамическим нагрузкам.

Для пайки алюминия подходят припои со следующими маркировками:

  • ЦОП-40 — тугоплавкий оловянно-цинковый состав,
  • ПОС — легкосплавный припой,
  • 34А — сплав на основе меди и кремния,
  • «Aluminium-13» — зарубежный аналог 34А.

Применение флюса позволяет улучшить адгезию металла с припоем, за счёт чего получить прочное соединение. От его выбора зависит долговечность шва, прочностные характеристики изделия, стойкость материала к негативным воздействиям внешней среды. В составе флюсов содержатся активные элементы: фторборат цинка или аммония, триэтаноламин.

Паяльный жир бывает следующих видов:

  • нейтральный на основе канифоли и стеарина — отличается густотой, способен удалять небольшие загрязнения, хорошо держится на поверхности свариваемых металлов,
  • активный со сложным химическим составом — эффективно удаляет окислы, следы коррозии, повышает паяльные свойства.

В составе жира содержится хлорид цинка и аммония, парафин, вспомогательные вещества.

Паяльный жир имеет следующие преимущества:

  • лёгкое лужение за счёт растекания тонким слоем,
  • доступность,
  • точность дозировки,
  • отсутствие следов после его использования.

Рекомендуется использовать флюсы следующих марок: Ф-64, Ф-61А, Ф-59А, 34А, Ф-5, Ф-124.

Сфера применения процесса

Паяные изделия из алюминия применяются в следующих сферах:

  • автомобилестроении,
  • радиоэлектронике,
  • изготовлении оконных рам,
  • производстве деталей для велосипедов,
  • создании каркасов теплиц, корпусов техники.

Методы пайки

Существуют такие методы пайки:

  • с канифолью,
  • с припоем,
  • электрохимический.

С канифолью

Пошаговая реализация метода:

  1. Прогревается паяльник.
  2. Залуживается жало для удаления грязи или нагара.
  3. Наносится канифоль на стыковочный шов, расплавляется паяльником.
  4. После расплавления жалом нужно тереть поверхность до тех пор, пока не будет удалена оксидная плёнка. Одновременно происходит лужение.
  5. После завершения процесса элементы стыкуют, нагревают до температуры плавления, затем оставляют остывать.

С применением припоев

Метод с использованием припоя для пайки алюминия реализуется следующим образом:

  1. Стыкуемые поверхности очищаются механическим способом.
  2. Детали надёжно фиксируются.
  3. Выполняется локальный прогрев конструкции.
  4. Стержень с припоем ведут вдоль стыковочного шва, одновременно прогревая его горелкой до расплавления.

Если применяется припой без содержания флюса, то потребуется его использовать отдельно. Он предварительно наносится равномерным слоем на алюминий.

Электрохимический метод

Пошаговая электрохимическая пайка алюминия:

  1. Поверхность очищается от грязи, частично от оксидной плёнки механическим способом.
  2. Наносится тонким слоем медный купорос.
  3. К детали подключается отрицательный электрод источника тока.
  4. Положительный электрод соединяется с проводом из меди высокой чистоты (диаметр более 1 мм). Располагается над конструкцией на специальной подставке, обеспечивается контакт только с обработанной площадкой.
  5. Включается источник питания. Начинает протекать процесс электролиза.
  6. После удаления оксидной плёнки провод убирается, а детали прогреваются паяльником до температуры плавления или используется припой.

Чтобы обеспечить высокое качество пайки, нужно наносить гальванические покрытия специальными инструментами. Они позволят выполнить равномерное омеднение.

Подготовка деталей

В ходе подготовки к проведению работ необходимо использовать следующие способы обработки поверхностей:

  • при помощи растворителя выполняется обезжиривание, применяется ацетон, уайт-спирит, бензин,
  • удаляется оксидная плёнка при помощи абразивных инструментов либо применяется паяльник или газовая горелка для нанесения флюса.

Общие принципы пайки алюминия в домашних условиях

Основные принципы пайки алюминия в домашних условиях:

  • необходимо выполнить качественную очистку поверхности металла от загрязнений, покрытий, оксидной плёнки,
  • временной интервал между очисткой и пайкой должен быть минимальным,
  • для удаления оксидной плёнки лучше использовать щётки по металлу или паяльники со специальными насадками,
  • выбор нагревательного инструмента выполняется в зависимости от площади пайки, так как из-за высокой теплопроводности алюминий быстро остывает,
  • если нет подходящего припоя, то допускается использование любого, в составе которого есть олово, свинец,
  • при прогреве деталей для нанесения припоя важно не перегреть алюминий, так как он отличается меньшей температурой плавления, по сравнению с оксидной плёнкой,
  • залуживание поверхности алюминия сплошным слоем позволит избавиться от появления окислов, что упростит его паяние,
  • при использовании горелки важно соблюдать правила противопожарной безопасности, особенно при нанесении растворителей для обезжиривания,
  • пайка может выполняться в несколько слоёв, перед нанесением каждого нужно выжидать пока застынет предыдущий,
  • использование флюса потребует применения защитных средств, так как в его составе могут содержаться едкие вещества,
  • пламя горелки всегда должно быть направлено в противоположную от себя сторону,
  • для пайки рекомендуется использовать паяльники мощностью более 100 Вт,
  • флюс применяется в основном для элементов с толщиной от 4 мм или поверхностей со сложными формами,
  • состав припоя выбирается на основе вида пайки, но температура плавления всегда ниже, чем у алюминия,
  • чтобы паять заготовки с толщиной более 4 мм, по краю стыковочного шва нужно срезать кромку под углом 450 для увеличения поверхности контакта,
  • после проведения работ необходимо обязательно убедиться в целостности, прочности, равномерности шва.

При выборе припоя необходимо учитывать тип инструмента, используемого для расплавления. Для паяльника подойдут сплавы с низкой температурой плавления: оловянные сплавы с медью, цинком, висмутом. Чтобы создать тугоплавкое соединение, потребуется сложный сплав алюминия, меди, кремния.

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Переработка и утилизации отходов, виды металлов, обзор оборудования, классификация отходов