Пайка алюминия в домашних условиях: как можно запаять радиатор

Сложность пайки алюминия не только в домашних условиях, но и в условиях промышленного производства, обусловлена в первую очередь особыми свойствами этого металла, что делает его принципиально отличным от других разновидностей цветных металлов, активно используемых как в промышленности, так и в быту.

Металл алюминий обладает целым набором парадоксальных свойств, то есть свойств, которые взаимно исключают друг друга, но тем не менее легко уживаются в одном металле.Способы пайки алюминия

С одной стороны, это очень легкоплавкий металл, температура плавления чистого алюминия составляет 660 градусов. Это химически очень активный металл. Алюминий способен мгновенно вступать в химические реакции практически со всеми активными веществами. Это очень мягкий и не очень прочный металл.

С другой стороны, крайне высокая химическая активность алюминия приводит к тому, что он мгновенно вступает в химическую реакцию с кислородом, содержащимся в окружающем воздухе, с образованием на своей поверхности плёнки оксида алюминия: Al2O3. Оксид алюминия имеет второе название — корунд. Это очень прочное, абсолютно химически инертное вещество. Температура плавления: 2400 градусов. Используется в промышленности как огнеупорный материал.

Металл алюминий

Инструкция по пайки алюминияТаким образом, можно сказать, что в повседневной жизни, несмотря на окружающие нас со всех сторон предметы, сделанные из алюминия, мы не знаем его настоящего характера, так как настоящий алюминий всегда скрывается от нас под непроницаемым занавесом своего оксида. Именно оксид алюминия обуславливает такие свойства этого металла, как его крайне высокую стойкость к неорганическим кислотам и щелочам, неподверженность коррозии в морской воде и атмосферном воздухе, высокая отражательная способность и высокая экологичность.

И этот же оксид алюминия превращает обычную пайку в достаточно сложный технологический процесс, требующий для своего успешного осуществления применения специальных флюсов, особых припоев и некоторых специфических методов.

Суть процесса пайки любого металла, в том числе и алюминия, состоит во введении в пространство между спаиваемыми деталями специального связывающего вещества в расплавленном состоянии. Это вещество называется припой. Застывая, оно надёжно соединяется с двумя поверхностями металла и образует единое соединение.

Трудности пайки

Правила пайки металлаС алюминием всё несколько сложнее. Поверхностная оксидная плёнка не позволяет обычному припою вступить в химическую реакцию с металлом. В результате между поверхностью металла и припоем не возникает адгезия. Говоря простыми словами, припой не прилипает к поверхности алюминия и пайка делается невозможной.

Поэтому основная трудность заключается в проблеме удаления практически неудалимой оксидной плёнки с поверхности металла.

Вторая трудность состоит в низкой температуре плавления алюминия. Дело в том, что наиболее прочное соединение получается при применении так называемых тугоплавких припоев. Температура плавления которых составляет 550−650 градусов. Учитывая тот факт, что алюминий плавится при температуре 660 градусов, крайне сложно при пайке небольших алюминиевых изделий не разрушить саму алюминиевую конструкцию путём её расплавления вместе с припоем.

Удаление оксидной плёнки

Проблему удаления поверхностной плёнки решают двумя принципиально разными способами:

  • Путем применения специальных активных флюсов с предварительной механической очисткой поверхности металла.
  • С помощью процесса электролиза.

Активные флюсы

Как паять алюминий в домашних условияхЕсли очень сильно хочется, то можно изготовить флюс для пайки своими руками, у себя на кухне или в мастерской. Но для этого необходимо иметь дело с очень опасными химически активными веществами типа кислот или щелочей. Кроме того, в специализированных магазинах существует огромный выбор различных марок флюсов, как обычных, так и узкоспециализированных, и цены на них невысокие. Поэтому изготовление кислоты для пайки своими руками мы оставим особым паяльным фанатам, а сами попытаемся разобраться в том ассортименте, что нам предлагает промышленность.

  • Ф-34А. Специальный флюс. Плавится при температуре 420−620 градусов. Применяется с тугоплавкими припоями. Состав: Хлорид калия 50% Хлорид лития 32% Фторид натрия 10% Хлорид цинка 8%
  • Ф-61А. Флюс для алюминия. Плавление происходит при температуре 150−320 градусов. Применяется с обычными олово — свинцовыми припоями. Состав: Фторборат цинка 10% Фторборат аммония 8% Триэтаноламин 82%
  • Ф-64. Высокоактивный флюс для алюминиевых сплавов. Расплавляется при температуре 180−350 градусов. Состав: поверхностно активные вещества.
  • НИТИ-18 (Ф-380). Специальный флюс для алюминиевых сплавов. Температура пайки 390−620 градусов.
  • А-214. Универсальный безотмывочный флюс средней активности.

Процесс пайки алюминияПеред нанесением флюса поверхность металла необходимо предварительно очистить от загрязнений и обезжирить. Делается это с помощью бензина или ацетона. После этого производят механическую обработку с помощью различных абразивных приспособлений: наждачная шкурка, металлическая щётка, шлифовальные круги и прочие подобные устройства. Цель этих действий — ослабить оксидную плёнку, потому что удалить её в принципе невозможно, так как мгновенно взамен старой образуется новая. Но новая плёнка намного тоньше и слабее старой, поэтому этот приём способствует более лёгкому проникновению флюса сквозь поверхностный оксидный барьер.

Электрохимический метод (процесс электролиза)

Суть этого способа заключается в том, что поверхность алюминия вместе с его непобедимым оксидом просто-напросто заменяется медной поверхностью. А пайка меди происходит намного проще, быстрее и надёжнее. Осуществляют это с помощью простейшей гальванической установки.

  • Свойства алюминияИспользуют любой источник постоянного тока. Это может быть: бытовой выпрямитель, автомобильный аккумулятор или обычная батарейка от фонарика. Отрицательный полюс подключается к алюминиевой поверхности. Положительный полюс подключается к медному проводу сечением 1−1.3 миллиметра.
  • Медный провод, лишённый изоляции, закрепляется внутри железной щетины абразивной щётки таким образом, чтобы в процессе трения щётки о поверхность алюминия провод её не касался.
  • На место пайки, предварительно обработанное шкуркой или иным абразивным инструментом, капают несколько капель медного купороса.
  • В процессе трения на поверхности алюминия будет постепенно образовываться слой красной меди, как следствие процесса электролиза.
  • Медная поверхность намного проще подвергается процессу лужения и последующей пайки, чем поверхность алюминиевая.

Припои для пайки

Пайка алюминияОбычные припои, применяемые для пайки цветных металлов, содержат в своём составе олово и свинец в качестве основных компонентов, а также кадмий, висмут и цинк в качестве компонентов добавочных. Для алюминия такой состав крайне нежелателен, по причине того, что в этих металлах (за исключением цинка) он практически не растворяется, поэтому работа с помощью припоя подобного состава будет крайне слабой и ненадёжной. Кроме того, все припои на базе свинец-олово обладают очень низкой коррозионной устойчивостью. Поэтому пайка алюминия оловом нежелательна.

Для алюминия применяют специальные припои, в состав которых входят сам алюминий, а также кремний, медь, серебро и цинк.

  • Пайка алюминия.34 А. Состав: Алюминий 66% Медь 28% Кремний 6%. Температура плавления 530−550 градусов.
  • ЦОП 40. Состав: Цинк 60% Олово 40%. Плавится при температуре 300−320 градусов.
  • HTS 2000. Основа состава цинк, алюминий и медь, а также некоторые незначительные добавки. Всего в припое девять компонентов, которые в совокупности обеспечивают его очень хорошие качества. Плавится при температуре 300 градусов. Производство США.

Чем паять алюминийЧем больше в припое для алюминия содержится цинка, тем более он высокопрочен и коррозионноустойчив. Содержание меди, кремния и алюминия повышает температуру плавления припоя, делая его тугоплавким. Какой выбрать припой — зависит от тех задач, которые стоят перед спаиваемыми деталями.

Как правило, тугоплавкие припои имеют температуру плавления, сопоставимую с температурой плавления самого алюминия, поэтому их применяют в основном для паяния крупногабаритных, массивных алюминиевых деталей. В этом случае возможно обеспечить хороший теплоотвод за счёт большой массы спаиваемых поверхностей и тем самым предотвратить разрушение конструкции в результате её расплавления вместе с припоем.

Латунный припой для алюминия не применяется.

Процесс пайки алюминия

Технология процесса пайки алюминия ничем не отличается от пайки любого другого металла и состоит из ряда последовательных действий:

  • Технология пайки Обезжиривание места пайки.
  • Механическая очистка с помощью абразивных средств.
  • Нанесение флюса. Необходимо практически сразу после механической обработки нанести на обработанную поверхность флюс. Так как чем больше проходит времени после абразивного воздействия на оксидную плёнку, тем прочнее она становится.
  • Лужение разогретых поверхностей. Расплавление припоя и распределение его по поверхности металла.
  • Соприкосновение залуженных поверхностей и фиксирование. Фиксация производится до того момента, пока припой не застынет. Как правило, это происходит в течение одной-двух минут.
  • Промывка под проточной водой места пайки с целью вымывания остатков флюса. Если этого не сделать, металл в месте спайки может начать корродировать, так как флюс содержит в своём составе сильные кислоты.

Разогрев спаиваемых поверхностей

Для пайки небольших алюминиевых деталей, например, проводов, как правило, используют электрический паяльник мощностью от 50 до 100Вт, в зависимости от сечения провода. Для более массивных деталей, например, кастрюли, автомобильные радиаторы — целесообразно применять более мощные источники тепла. Как правило — это паяльная лампа или газовая горелка, купленная или изготовленная самостоятельно. При пайке алюминия газовой горелкой и разогревании спаиваемых поверхностей необходимо придерживаться следующих правил:

  • Пайка алюминия с помощью припояЧтобы запаять деталь, нельзя допускать перегрева основного металла, так как это может привести к его расплавлению и, как следствие, к разрушению всей металлической конструкции в целом. Чтобы этого не произошло, необходимо в процессе разогрева постоянно контролировать температуру. Делают это с помощью припоя. Кусочком припоя периодически касаются разогреваемой поверхности, как только припой начинает плавиться, это является сигналом, что разогрев можно прекращать.
  • Нельзя использовать кислород в целях дополнительного обогащения газовой смеси. Так как это будет усиливать окислительные процессы в месте пайки и, как следствие, ускорять образование оксидной плёнки на поверхности металла.

Использование канифоли

Чтобы спаять и припаять алюминиевые провода небольшого сечения, можно успешно применять свинцово-оловянные припои, используя в качестве флюса канифоль. В этом случае абразивную обработку поверхности провода производят под слоем расплавленной канифоли, а в качестве абразивного инструмента используют раскалённое жало паяльника, а также небольшое количество металлических опилок.

  • Пайка алюминия.Кусочек канифоли и металлические опилки помещают на место будущей пайки.
  • Разогретым луженым жалом паяльника расплавляют канифоль.
  • После того как канифоль полностью расплавится и равномерно распределится по поверхности, начинают тереть жалом паяльника по поверхности алюминия сквозь слой расплавленной канифоли.
  • В результате раскалённое жало паяльника вместе с металлическими опилками начинает достаточно легко разрушать поверхностную оксидную плёнку, а слой канифоли не даёт возможности воздуху проникнуть в место пайки, в результате новая оксидная плёнка не образуется.
  • После того как лужение завершается, спаиваемые поверхности соединяют друг с другом и снова прогревают до тех пор, пока припой не расплавится вновь и не заполнит всё пространство между спаиваемыми поверхностями.

Необходимо отметить, что данный способ подходит лишь для малогабаритных тонкостенных деталей или для проводов небольшого сечения. Во всех остальных случаях необходимо использовать специальные алюминиевые флюсы и тугоплавкие припои, предназначенные для пайки алюминия.

Минусы пайки алюминия

Минусы пайкиНеобходимо всегда помнить, что пайка — это не сварка. Она никак не затрагивает внутреннюю структуру металла, и поэтому место пайки по прочностным характеристикам всегда на несколько порядков слабее, чем сам спаиваемый металл. Место пайки нельзя подвергать большим механическим и температурным нагрузкам. В противном случае спаиваемые детали очень быстро разрушаться. Единственный вариант, когда пайка более уместна, чем сварка — это паяние алюминиевых проводов в электрических приборах или пайка прохудившегося автомобильного радиатора, когда отсутствует возможность заменить его новым.

Желательно исключить из домашней практики паяние и лужение прохудившихся алюминиевых кастрюль, кружек и прочих сковородок. В состав алюминиевых припоев и флюсов входят сильно ядовитые вещества. В этом случае тщательная промывка места пайки в проточной воде будет выглядеть, как игра в русскую рулетку.

Оставить комментарий

You have to agree to the comment policy.

1 × три =

Adblock
detector