К числу одних из самых распространенных металлов относится алюминий. Он встречается не только на производстве, но и в домашних условиях. И иногда возникает необходимость соединить между собой некоторые детали из алюминия или его сплавов. Однако сделать это, не имея специального оборудования, не так уж и просто. Поэтому следует рассмотреть варианты, как паять алюминий паяльником в домашних условиях, и что для этого потребуется.
Алюминий относится к числу трудноспаиваемых металлов
Подготовка к пайке алюминиевых деталей
На этапе подготовки нужно провести качественную зачистку поверхностей от краски, если она есть, и загрязнений. Затем следует обезжирить детали бензином, ацетоном или другим подходящим растворителем.
А также следует обязательно удалить оксидную пленку, которая всегда появляется на поверхности металла после контакта с воздухом.
Важно! Без предварительной подготовки к пайке добиться качественного сцепления между деталями не удастся.
Как удалить оксидную пленку
Снять оксидную пленку с алюминия дома можно механическим путем. Для этого рекомендуется использовать углошлифовальную машину, щетку по металлу, наждачку, специальную сетку из нержавеющей проволоки.
Также провести зачистку можно химическим способом при помощи кислоты. Но в домашних условиях он применяется крайне редко.
Важно! После удаления оксидная пленка полностью не исчезнет, но станет значительно тоньше, что позволит провести качественную спайку.
Как осуществляется пайка
Для пайки алюминия используется специализированный припой, способный противостоять защитному действию оксидной плёнки на поверхности металла.
Специальный припой для пайки
В качестве такого припоя могут выступать несколько марок, например, HTS-2000 или Castolin-192. Конструктивно данные припои представляют собой трубку из легкоплавкого металла (используются соединения цинка), в центр которой залит специальный флюс для пайки алюминия.
Именно этот флюс и используется для того, чтобы растворить тонкую оксидную плёнку на поверхности алюминия. Для того, чтобы правильно провести пайку, необходимо обеспечить температуру спаиваемых поверхностей +480°С.
Припой бывает разных размеров
При меньших температурах металл припоя не будет способен вступить в реакцию с оксидом и разложить его на составляющие, дав таким образом возможность материалу припоя обеспечить хороший контакт с поверхностью.
Для того, чтобы придать элементам конструкции требуемую температуру, используется обычная газовая горелка. Для этой цели можно воспользоваться как переносной, так и стационарной газовой горелкой.
Достать припой, позволяющий спаивать алюминий можно в специализированных магазинах, которые изготавливают и продают различные изделия из медных трубок и радиаторов. Это может быть, например, сервисный центр по ремонту холодильников и пр.
Иногда поиск правильного припоя может занимать достаточно существенное время, поскольку проблема достаточно специфическая и не везде может находиться интересующая информация. В крайнем случае, можно воспользоваться услугами любой торговой площадки. Это может быть, например, та же сеть Авито.
Интернет-магазин
Но лучше всего (если, конечно, есть возможность подождать) обратиться на Алиээкспресс. Там можно заказать любой интересующий припой для алюминия по привлекательной цене и довольно быстрых сроках доставки.
Например, покупку припоя для алюминиевых изделий можно произвести тут: Перейти на сайт
Желательно перед началом пайки, особенно ели она делается в первый раз, провести тренировочную пропайку отверстий. Для этого в любой ненужной трубке следует проделать несколько отверстий, которые нужно будет запаять.
Место спайки должно быть хорошо прогрето
Поэтому не нужно выбирать для нагрева спаиваемых частей горелки небольшой мощности или откровенно низкокачественный товар.
Пламя у таких горелок будет слишком узким, оно плохо прогреет края шва, и пайка будет длиться очень долго, поскольку припой будет постоянно пытаться стечь с места пайки, собираться в шарики, неохотно прилипать к металлу и т.д.
Делать спайку алюминиевых деталей при помощи маломощных горелок очень проблематично, поэтому лучше использовать горелку-насадку на баллон
Её широкое пламя позволяет прогревать за один проход не только спаиваемые места, но и металл на некотором расстоянии от них.
Используемые в работе материалы
Для качественной пайки алюминия следует использовать специально подобранные флюсы и припои. Это позволит провести качественно работу.
Флюсы для пайки алюминия
Флюсом называется вспомогательный компонент, который препятствует образованию оксидной пленки во время пайки. Также его функция заключается в обеспечении хорошего смачивании поверхности жидким припоем, что обеспечивает надежное сцепление.
Но при отсутствии флюса его можно заменить трансформаторным маслом, предварительно зачистив поверхности наждачной бумагой. Это позволит замедлить процесс образования оксидной пленки.
Действие флюса зависит от его состава
Канифоль
Этот вид флюса является самым востребованным. Канифоль можно применять для пайки любых металлов. Но в случае с алюминием работу следует выполнять без доступа воздуха, что значительно осложняет ее проведение. В итоге время на выполнение пайки требуется больше, а эффективность низкая.
Важно! При использовании канифоли качество соединения алюминия не отличается особой прочностью.
Порошковый флюс
Для пайки алюминия можно применять порошковые флюсы вместе с газовой горелкой. При проведении работ нельзя добавлять к пламени кислород, так как это вызывает окисление алюминия.
Наиболее распространенные порошковые флюсы:
- бура (смесь натриевой соли и борной кислоты);
- активный флюс Ф-34А (содержит хлориды калия, лития, цинка и хлорид цинка);
- ацетилсалициловая кислота;
- активный паяльный жир.
Жидкий флюс
Эту разновидность флюсов можно наносить на поверхность тонким слоем. Но при этом они испаряются намного быстрее и способны выделять обжигающие пары.
Наиболее популярные виды:
- флюс Ф-61— рекомендован для низкотемпературной пайки;
- флюс Ф-64 — разрушает даже достаточно прочную оксидную пленку;
- Castolin Alutin 51 L — подходит для работы при температуре от 160 градусов.
Припой для пайки алюминия и его сплавов
С целью пайки данного металла рекомендуется применять припои из таких материалов, как алюминий и цинк. При этом они могут содержать различные добавки, что улучшает их функциональность.
Самые популярные импортные припои для алюминия:
- HTS-2000;
- Castolin 192FBK;
- Castolin 1827;
- Chemet Aluminium 13;
- Chemet Aluminium 13-UF.
Важно! Припой должен хорошо смачивать поверхности деталей, иначе провести качественную пайку не удастся.
Отечественные припои и их качество
Использовать для работы с алюминиевыми деталями в домашних условиях можно и отечественные припои. Они не уступают по эффективности импортным, но стоят на порядок дешевле.
Самые популярные из них:
- ПОС-61;
- марки А;
- 34А;
- SUPER A+.
Сравнение припоев для пайки алюминия
При сравнении импортных припоев HTS-2000 с Castolin 192fbk, а также отечественного «алюминиевого огурца» многие профессионалы отмечают, что последний отличается высокой прочностью пайки, так как состоит из алюминия. Но недостаток его в том, что работу нужно проводить в печке.
А что касается HTS-2000, то отзывы в основном негативные, так ка припой отличается тягучей консистенцией и для его разравнивания на поверхности следует прибегать к стальным инструментам.
Castolyn 192FBK также характеризуется высокой текучестью. Он идеально подходит для того, чтобы запаять небольшие отверстия, а при использовании его для больших дыр может проваливаться внутрь алюминиевых деталей.
При выборе припоя нужно учитывать режим пайки
Порошковая проволока
Этот материал можно применять только при сварке алюминия, а не пайке. Поэтому нельзя путать эти два совершенно разных вида работ по соединению деталей. Применение порошковой проволоки дает возможность проводить сварку без газа.
Источники нагрева
Чтобы правильно спаивать детали, нужно не только знать какие флюсы и припои можно применять, но и как паять дома алюминий паяльником, используя разные источники нагрева.
Паяльник для пайки алюминия
При использовании паяльника нужно учитывать размер деталей для соединения. Количества тепла от источника должно поступать больше, чем будет его рассеиваться. Примерно на 1 тыс. кв. см алюминия рассеивается около 50 Вт тепловой мощности. Значит, для спаивания деталей с такой суммарной площадью, нужно использовать паяльник мощностью 90-100 Вт.
Горелки для пайки алюминия
Если нужно спаять толстые алюминиевые листы, то лучше использовать газовые горелки. Преимущество такого источника в том, что он бесконтактно доносит тепло и характеризуется высокой скоростью разогрева.
Важно! При использовании горелки детали могут даже не успеть нагреться, как уже будут спаяны.
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
Спаивание компонентов из алюминия
Спаять алюминий в домашних условиях паяльником можно, как при высокой, так и низкой температуре. Но процесс проведения работ в этих случаях несколько отличается.
Пайка алюминия в высокотемпературном режиме
Этот метод применяется для соединения элементов крупного размера. К этой категории относятся алюминиевые детали с толстой стенкой и повышенной массой. В этом случае температура разогрева должна быть в пределах 550-650 °С. В качестве источника тепла следует использовать горелку, работающую на газу.
Пайку нужно проводить после нагрева деталей до нужной температуры, что приведет к плавлению твердого припоя.
Пайка алюминия в низкотемпературном режиме
Такой метод пайки больше подходит для сцепления мелких деталей, алюминиевых проводов, кабелей. В этом случае достаточно температуры 250-450 °С. Для этого режима проведения работ нужно применять жидкие припои.
При низкотемпературном режиме шов получается ровным и аккуратным
Последовательность пайки
Листовой алюминий
Для того, чтобы спаять две алюминиевых детали, необходимо сделать следующее:
1Немного прогреть алюминиевую трубку без использования припоя. Это нужно, чтобы разрушить слой оксида алюминия на поверхности
2После прогрева места пайки следует сконцентрировать пламя горелки непосредственно на точке соединения алюминиевых частей и прогреть его в течение нескольких секунд
3Далее нужно поднести трубочку припоя непосредственно к месту прогрева, в точку центра пламени от горелки
4Припой начинает быстро растекаться по поверхности шва и полностью заполняет его.
При помощи такого способа можно не только запаивать изделия из алюминия, но и спаивать вместе листовой алюминий.
Спаянные между собой два элемента
Аналогично ранее рассмотренному случаю, вначале осуществляется всесторонний прогрев спаиваемых поверхностей, а затем внесение припойно-флюсовой трубочки в пламя горелки в месте контакта двух деталей.
В итоге должно получиться примерно так:
- Прочность пайки таким способом получается очень высокой, а соединение надёжным
- Сломать шов очень и очень трудно
Рассмотрим на примере, как необходимо спаять две трубки. В начале их располагают друг напротив дуга и выравнивают.
Важно чтобы трубки были правильно выставлены и закреплены
Далее всё происходит по классической схеме: у обеих трубок нагревают концы на глубину не менее 3 см. Далее концентрируют огонь на шве и просто подносят припой к месту шва.
Припой быстро растекается и трубки сразу же спаиваются.
Пропаянные элементы
Припой полностью заполняет шов по кругу. При этом благодаря флюсу, который растекается исключительно по шву, припой не попадает внутрь трубки и не забивает её. При этом шов получается очень прочный. Трубка изгибается достаточно легко, но шов при этом остаётся целым.
Проверка на прочность готовой пайки
Цинковый припой обладает очень высокой текучестью; он заполняет паз полностью, делая соединение герметичным. Аналогичным образом можно запаивать любые алюминиевые конструкции любого диаметра.
Естественно, в тех случаях, когда трубки радиаторов имеют многочисленные места повреждений, либо покрыты слоем коррозии, данный метод пайки является компромиссным вариантом, поскольку рано или поздно радиатор может прохудиться в любом другом месте.
В таких случаях может потребоваться полная замена элемента элемента. Но это уже совсем другая история.
Вывод
Сам же метод пайки с использованием цинкового припоя в виде трубочки с флюсом внутри является рабочим вариантом, кроме того, его можно отнести к бюджетным.
Стоимость 50 см трубки с флюсом составляет порядка 90 руб. Это более, чем удачное решение, на фоне таких операций, как аргонная сварка. Её стоимость может составлять несколько сотен, а то и тысяч рублей.
Подобный способ пайки часто используется в автомобильных мастерских для ремонта радиаторов.
ВИДЕО: ПАЙКА АЛЮМИНИЯ. АРГОН НЕ НУЖЕН!
Что лучше: сварка или пайка алюминия
Однозначно сказать, что лучше сварка или пайка алюминия нельзя. Это зависит от предназначения деталей и профессионализма человека. Для опытного сварщика естественно более приемлемым вариантом является сварка, а мастеру с паяльником подходит больше пайка.
При необходимости починить радиатор лучше использовать пайку, так как это намного дешевле, а для проведения более ответственных работ больше подойдет сварка.
Пайка алюминия процесс сложный, но выполнить его можно самостоятельно в домашних условиях. Однако проведения работы без использования специальных материалов не дает гарантии качественного сцепления деталей. Это приведет только к бесполезно потраченному времени и усилиям. Поэтому нужно сразу подготовиться к процедуре, чтобы провести ее качественно и быстро.
Методы
В процессе расплавления алюминия оловом возникает оксидная пленка, которую можно убрать лишь с помощью растворителей или металлических щеток. Чтобы правильно расплавить основной металл, нужно правильно выбрать температурный режим. При высоких показателях будет разрушаться алюминий, при низких – не получится качественно спаять материалы.
Существует несколько методов пайки оловом.
- С использованием газовой горелки, которая крепится шлангом к баллону, что дает возможность регулировки мощности поступающего газа. Температуру огня можно отрегулировать изменением давления внутри баллона.
- С использованием бензиновых горелок. Применяется для соединения тонких слоев металла ввиду невозможности менять и повышать температуру пламени.
- С использованием паяльника. Для работы необходимы дополнительные материалы, такие как канифоль. Паяльник нужно разогреть до той температуры, которая расплавит и канифоль, и олово.
Для подобной работы необходимо использовать флюс для алюминия Ф-59А, Ф-61А и активный флюс для пайки алюминия. При расплавлении металла нужно иметь при себе такие инструменты:
- растворитель;
- щетка из металла;
- паяльник или горелка;
- инструмент для резки;
- флюс.
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 +250° С до +300° С алюминий становится неустойчивым и подплавляется. Минимальная температур плавления оксидной плёнки составляет +500° С.
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.
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.
Почему возникают проблемы с пайкой?
Этот металл обладает множеством достоинств, в частности, лёгкостью и гибкостью. Кроме того, благодаря образуемой на его поверхности плёнке оксида, металл практически нейтрален и не вступает в реакцию с агрессивными средами или пищевыми продуктами.
Однако именно это свойство металла и является проблемой в тех случаях, когда необходимо произвести соединение нескольких алюминиевых деталей при помощи пайки.
Радиатор из алюминия
Чаще всего алюминий применяется, как материал для изготовления различных радиаторов: систем отопления, охлаждения компонентов электроники, автомобильных жидкостей и пр. Подобное использование обусловлено низкой теплоёмкостью и высокой теплопроводностью металла.
Несмотря на достаточно низкую химическую активность время и температура делают своё дело и в корпусах алюминиевых радиаторов появляются трещины, заделать которые достаточно проблематично.
Микротрещины, возникающие в радиаторах, могут быть даже незаметны человеческому глазу, но из них может уходить достаточно большое количество жидкости, которую придётся регулярно подливать в систему охлаждения.
Ремонт системы охлаждения – достаточно дорогостоящее мероприятие. Зачастую сервисные центры или автомастерские, особо не напрягаясь, просто меняют радиатор целиком вместо того, чтобы исправить его при помощи запаивания отверстия.
Спайка нескольких элементов
Самостоятельно устранить отверстие можно двумя путями: при помощи пайки или с применением холодной сварки. При этом, в обоих случаях придётся столкнуться с одной серьёзной проблемой.
Алюминий на воздухе сразу же окисляется
При взаимодействии алюминия с воздухом, он сразу же окисляется, а его поверхность покрывается тонкой плёнкой оксида.
Оксид обладает изолирующими свойствами и традиционные материалы, используемые в качестве припоя, не способны не то чтобы соединить две алюминиевые поверхности, но даже просто хорошо «прилипнуть» к поверхности, которую покрывает оксид.
Именно поэтому паять алюминий очень и очень непросто.
Пайка при помощи обычного паяльника не даёт желаемых результатов. Можно даже сказать, что она не даёт никаких результатов, поскольку даже при использовании специальных флюсов для пайки регулярно получается вместо ровного паянного шва неравномерное нагромождение припоя, явно не имеющее хорошего контакта ни с одной из припаиваемых поверхностей.
