Как правильно паять алюминий

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.

Припой

Обычно в качестве основы легкоплавкого припоя используются: олово (Sn), свинец (Pb), кадмий (Cd), висмут (Bi) и цинк (Zn). Проблема в том, что алюминий в этих металлах практически не растворяется (за исключением цинка), что делает соединение ненадежным.

Применив флюс с высокой активностью и проведя должным образом обработку мест соединения, можно использовать припой на оловянно-свинцовой основе, но лучше отказаться о такого решения. Тем более, что паянное соединение на основе системы Sn-Pb обладает низкой устойчивостью к коррозии. Нанесение лакокрасочного покрытия на место пайки позволяет избавится от этого недостатка.

Для пайки алюминиевых деталей желательно использовать припой на основе кремния, меди, алюминия, серебра или цинка. Например 34A, который состоит из алюминия (66%), меди (28%) и кремния (6%), или более распространенный ЦОП-40 (Sn – 60%, Zn – 40%).

Припой отечественного производства – ЦОП-40

Заметим, что чем больше процентное содержание цинка в составе припоя, тем прочнее будет соединение и выше его устойчивость к коррозии.

Высокотемпературным считается припой, состоящий из таких металлов, как медь, кремний и алюминий. Например, как упомянутый выше отечественный припой 34A, или его зарубежный аналог «Aluminium-13» , в котором содержится 87% алюминия и 13% кремния, что позволяет осуществлять пайку при температуре от 590 до 600°С.

«Aluminium-13» производства компании Chemet

При выборе флюса необходимо учитывать, что не каждый из них может быть активным к алюминию. Мы можем порекомендовать использовать в таких целях продукцию отечественного производителя – Ф-59А, Ф-61А, Ф-64, они состоят из фторборатов аммония с добавлением триэтаноламина. Как правило, на пузырьке есть пометка – «для алюминия» или «для пайки алюминия».

Флюс отечественного производства

Для высокотемпературной пайки следует приобрести флюс, выпускаемы под маркой 34А. Он состоит из хлористого калия (50%), хлорида лития (32%), фторида натрия (10%) и хлористого цинка (8%). Такой состав наиболее оптимален, если производится высокотемпературная пайка.

Рекомендуемый флюс для паки при высокой температуре

Подготовка поверхности

Прежде чем начинать лужение, необходимо выполнить следующие действия:

• обезжирить поверхность при помощи ацетона, бензина или любого другого растворителя;
• удалить оксидную пленку с места, где будет производится пайка. Для зачистки используется наждачная бумага, абразивный круг или щетка с щетиной из стальной проволоки. В качестве альтернативы можно применить травление, но эта процедура не так сильно распространена в силу своей специфичности.

Следует учитывать, что полностью оксидную пленку удалить не получится, поскольку на очищенном месте моментально появляется новое образование. Поэтому зачистка производится не с целью полного удаления пленки, а для уменьшения ее толщины, чтобы упростить флюсу задачу.

Нагрев места пайки

Для пайки небольших деталей можно воспользоваться паяльником мощностью не менее 100Вт. Массивные предметы потребуют более мощного нагревательного инструмента.

Паяльник мощностью 300 Вт

Наиболее оптимальный вариант для нагрева — использование газовой горелки или паяльной лампы.

Простая газовая горелка

При использования горелки в качестве нагревательного инструмента следует учесть следующие нюансы:

• нельзя перегревать основной металл, поскольку он может расплавиться. Поэтому в процессе необходимо регулярно контролировать температуру. Делать это можно, касаясь припоем нагреваемого элемента. Расплавление припоя даст знать, что достигнута необходимая температура;
• не следует использовать кислород для обогащения газовой смеси, поскольку он способствует сильному окислению металлической поверхности.

Инструкция по пайке

Процесс пайки алюминиевых деталей не имеет своих отличительных особенностей, он осуществляется также как со сталью или медью.

Алгоритм действий следующий:

• обезжиривается и зачищается место пайки;
• производится фиксация деталей в нужном положении;
• нагревается место соединения;
• прикасаются стержнем припоя (содержащим активный флюс) к месту соединения. Если используется безфлюсовый припой, то для разрушения пленки оксида наносится флюс, после чего трут твердым куском припоя по месту пайки.

Для разрушения пленки оксида алюминия также используется щетка со щетиной из стальной проволоки. При помощи этого простого инструмента производят растирание расплавленного припоя по алюминиевой поверхности.

Пайка алюминия — полная видео инструкция
/youtube.com/watch?v=ESFInizLE9U

Что делать при отсутствии нужных материалов?

Когда нет возможности подготовить все необходимые для пайки материалы, можно использовать альтернативный способ, при котором применяется припой на оловянной или оловянно-свинцовой основе. Что касается флюса, то он заменяется канифолью. Чтобы не образовывалась новая пленка оксида алюминия на месте старой, зачистка производится под слоем расплавленной канифоли.

Паяльник, помимо своего прямого назначения, будет использоваться как инструмент, разрушающий оксидную пленку. Для этого на его жало надевается специальный скребок. Увеличить результативность процесса можно, добавив в канифоль металлических опилок.

Процесс производится следующим образом:

• нагретым луженым паяльником расплавляют канифоль в месте пайки;
• когда канифоль полностью покрывает поверхность, начинают тереть об нее жалом паяльника. В результате этого металлические опилки и жало разрушают пленку оксида алюминия. Поскольку слой расплавленной канифоли не позволяет проникать воздуху к алюминиевой поверхности, на ней не образовывается оксидная пленка. По мере того, как производится разрушение пленки, будет происходить лужение детали;
• когда процесс лужения завершен, детали соединяют и прогревают, пока не будет достигнута температура плавления припоя.

Необходимо предупредить, что процесс пайки алюминия без специальных материалов — довольно хлопотный процесс без гарантии успешного завершения. Поэтому лучше не тратить на такую работу свои силы и время, тем более, что качество и надежность такого соединения будут сомнительными.

Гораздо проще купить активный флюс и высокотемпературный припой, при помощи которых пайка алюминия даже в домашних условиях не вызовет затруднений.

Как паять алюминий оловом?

Как запаять алюминиевые предметы обычным припоем

Пайка алюминия стандартным припоем по обычной технологии является ненадежной и невозможной. Олово на нем скатывается в шар, не желая прилипать, а если и липнет, то в результате получается слабое соединение, срывающееся под малейшей нагрузкой. Чтобы этого не произошло, паять нужно особенным образом, и тогда даже обычный припой будет держаться намертво.

Материалы:

• припой 60/40;
• минеральное масло или вазелин;
• спирт.

Как паять алюминий правильно

На поверхности алюминия мгновенно образовывается оксидная пленка, которая и препятствует адгезии между основанием и припоем. Чтобы она не мешала, нужно создать безвоздушную среду в месте пайки. Для этого на очищенный от грязи участок алюминия наносится тонкий слой вазелина. Вместо него можно использовать минеральное или другое автомобильное масло.

Если был применен вазелин, то к нему нужно приложить жало паяльника, чтобы он расплавился в жидкое масло. После этого берется монтажный нож или другой острый предмет и им царапается алюминий под вазелином. Важно, чтобы царапины наносились по закрытой от воздуха поверхности. Как только вазелин начинает густеть, его снова следует расплавить жалом паяльника. Нужно активно тереть лезвием ножа, чтобы снять оксидную пленку на металле, а кроме этого создать рельеф, к которому потом хорошо прилипнет припой.

После удаления оксидной пленки масло не стирается. К месту пайки прикладывается жало паяльника, и алюминий разогревается до рабочей температуры. Затем наплавляется нужное количество припоя. Он будет находиться прямо в масле.

Капля припоя слегка растирается по подготовленной поверхности. Нужно ее вдавить в образовавшиеся царапины. Припой вытеснит масло в стороны, поэтому оно не будет мешать адгезии. Отсутствие оксидной пленки позволит олову прикипеть к алюминию, а не собираться шариком, который легко и просто отваливается.

Затем к подготовленной с маслом и трением поверхности можно прикладывать луженые проводки, проволоку или что потребуется. Они будут припаиваться в секунду, не забирая на себя все олово из алюминия, как происходит обычно. После пайки остатки масла убираются ваткой смоченной в спирте.

Данный метод позволяет добиться такой же надежности пайки, что и при соединении двух медных элементов. При этом в отличие от другого распространенного способа с маслом, когда оксидная пленка снимается пятиминутным трением раскаленным жалом паяльника, срывать ее ножом получается быстрее.

Смотрите видео

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.

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

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

Пайка алюминия – инструкция и выбор флюса

Довольно часто можно услышать такую точку зрения, что сплавы алюминия и сам алюминий довольно плохо паять. Однако данное мнение будет справедливым лишь в случае, если для него использовать те же флюсы и припои, что и для меди, стали и ряда других материалов. Сегодня в продаже можно найти специальные материалы, которые были разработаны непосредственно для пайки алюминия. В итоге, паять его стало так же возможно, как и медь.

Сложность пайки алюминия при использовании стандартных припоев и флюсов заключается в целом ряде химических и физических особенностей такого материала. Прежде всего, следует отметить, что на поверхности этого металла всегда находится довольно прочная пленка оксида, которая к тому же способна хорошо сопротивляться воздействию самых разных химических соединений.

Оксидная пленка не допускает попадания припоя непосредственно на поверхность металла. Для ее преодоления прибегают к одному из 2 способов:

1. Механическая обработка, за счет которой пленка удаляется с поверхности провода, после чего можно его начинать паять.
2. Применение сильнодействующих флюсов, которые попросту растворяют ее и обнажают поверхность чистого металла.

Сложность при пайке алюминия заключается также и в том, что у этого металла невысокая температура плавления, которая составляет всего лишь 660 градусов. Прочность провода при нагревании до 250-300 градусов становится значительно ниже, из-за чего он становится неустойчивым.

Температура пайки должна находиться в пределах от 500 до 640 градусов. Это не слишком большой интервал, особенно, если планируется использование высокотемпературной пайки, где очень высока вероятность перегрева материала, после чего происходит расплавление провода.

В отличие практически от всех металлов, используемых в легкоплавких припоях:

• свинец;
• кадмий;
• висмут;
• сурьма и т.д., алюминий обладает такой характеристикой, как невысокая взаимная растворимость. Это приводит к тому, что прочность соединений, полученных в результате спаивания, оставляет желать лучшего.

Что использовать?

Выбор флюса для алюминия зависит от целого ряда немаловажных факторов. В частности, наибольшей популярностью пользуется так называемый бинарный флюс, представляющий собор раствор концентрированной фосфорной кислоты.

У него есть большое количество положительных моментов:

1. Этот состав является безотмывочным, то есть он не будет нуждаться в дополнительной промывке после завершения паяльных работ.
2. Он очень быстро действует, поэтому приступать к пайке можно практически сразу же после его нанесения на поверхность провода.
3. Вещество универсальное, поэтому является подходящим для ряда других металлов, в частности, стали или меди.

Чтобы пайка алюминия получилась как можно лучше, нужно использовать припои, где содержится алюминий, серебро, кремний, цинк и медь. В продаже можно найти расходные материалы, где содержатся все эти материалы.

Выбирая припой, принимают во внимание, что соединение будет иметь наивысшую способность к сопротивлению коррозионным процессам, если в припое содержалось большое количество цинка.

Вполне допустимо использовать для пайки алюминия припои, сделанные на базе свинца и олова, однако здесь невозможно будет обойтись либо без механической зачистки материала, либо без использования надежных флюсов. Не рекомендуется использовать припой такого рода, так как алюминий не будет с ним достаточно надежно соединяться. Еще одним отрицательным моментом является подверженность соединения развитию коррозии.

Помимо припоя и флюса, понадобится паяльник. Ширина жала здесь будет напрямую зависеть от того, насколько большое сечение у провода – чем оно выше, тем шире жало следует подбирать. Стоит отметить, что паяльники с нерегулируемой температурой нагрева сейчас постепенно уходят в прошлое.

Им на смену приходят так называемые паяльные станции. Эти изделия хороши тем, что имеют регулятор температуры нагрева жала паяльника, а также целый набор этих сменных жал. В работе с таким материалом как алюминий, это очень полезный момент. На дисплее можно выставить необходимую температуру с точностью до градуса и приступить к работе.

Как паять?

Перед тем, как приступить к непосредственной пайке, необходимо правильно подготовить поверхность проводов. Для начала необходимо, чтобы поверхность была обезжирена. Этого добиваются путем обработки участка пайки ацетоном, бензином или же растворителем другого рода.

Если под рукой отсутствует флюс, необходимо механическим путем удалить оксидную пленку с поверхности провода. Это делают при помощи наждачной бумаги, стальной щетки, протравливающей жидкости и так далее.

Когда оксид снят, провода фиксируют, прогревают паяльником и наносят на разогретый участок припой.