Андрей Смирнов
Время чтения: ~14 мин.
Просмотров: 0

Пайка алюминия: припой, флюс, горелки

Пайка алюминия: припой, флюс, горелки

Пайка алюминия: припой, флюс, горелки

Здравствовать желаю дорогим моим читателям! Пайка алюминия меня заинтересовала еще лет 5 назад, когда пришлось срочно запаивать радиатор охлаждения моего Кузнечика. Ниже покажу его фото и место пайки на радиаторе, который до сих пор работает. Недавно меня спросили чем лучше всего паять алюминий? Я решил прочитать все вменяемые статьи и личные мнения по пайке алюминия и изложить это на одной странице. Так родилась эта статья. Поехали!

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.

Как запаять алюминий с помощью паяльника своими руками

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.

Как запаять алюминий с помощью паяльника своими руками

Как спаять алюминий в домашних условиях, особенности пайки алюминия

Пайка алюминия — трудновыполнимый в домашних условиях процесс. Сложность объясняется свойствами металла, которые затрудняют соединение отдельных частей из алюминия с другими веществами. Соединять алюминий нужно с соблюдением специально разработанных технологий, обеспечивающих качество пайки. Значение имеет опыт мастера, соединяющего пайкой детали из алюминия.

Выбор присадочного прутка и особенности аргонодуговой сварки (TIG) черной стали, нержавейки, алюминия, меди и ее сплавов, магния

3-provolka-svarochnaya-nerzhaveyuschaya-er-308-jpeg

Банальные вопросы, которые задает себе каждый начинающий сварщик-аргонщик, ведь при аргонодуговой сварке (читайте АрДС для чайников) необходимо в одной руке держать горелку, перемещая ее вдоль линии соединения, а второй — добавлять присадочный материал в сварочную ванну по мере ее расплавления. В некоторых случаях, например, при сварке тонкого металла встык, можно обойтись и без прутка, но если нужно получить усиление шва в виде выпуклого валика или сварить тавровое соединение с определенным катетом, без присадки никак не обойтись.
Здесь все так же, как и в ручной дуговой сварке. Присадочный материал должен иметь сходный химический состав с основным металлом изделия, тогда и механические свойства шва будут высокими. В процессе плавления прутка и переходе металла в сварочную ванну происходит некоторое выгорание легирующих элементов, поэтому в идеале их процентное содержание в прутке должно быть немного выше, чем у свариваемого металла.

Вот некоторые металлы, которые широко используются на сегодняшний день во всех отраслях народного хозяйства и в быту:

  • черные ;
  • нержавеющие;
  • алюминий;
  • медь и ее сплавы.

Остановимся на каждом из них подробнее.

Почему алюминий плохо паяется?

Кто пытался паять алюминий, тот знает, что обычный припой на него совершенно не липнет. Все из-за устойчивой пленки оксида алюминия, которая обладает плохой адгезией к припою. Причем эта пленка покрывает алюминий и его сплавы очень быстро. Не успеешь зачистить — легкий металл уже окислился. Поэтому все методы пайки алюминия борятся сначала именно с пленкой, а затем уже заботятся об адгезии.

кристаллическая решетка оксида алюминия

Оксид алюминия (Al2O3) в минералогии называется корундом. Крупные прозрачные кристаллы корунда являются драгоценными камнями. Из-за примесей корунд бывает окрашен в разные цвета: красный корунд (содержащий примеси хрома) называется рубином, а синий — сапфиром. Теперь понятно почему окисная пленка совсем не паяется.

Преимущества

  • Пайка алюминия горелкой является универсальной, в отличие от применения паяльника, и может использоваться как для тонких деталей, так и для толстых;
  • Газовая горелка имеет возможность регулировки интенсивности горения пламени, что определяет температуру нагрева, тогда как при работе с паяльником необходимо иметь несколько инструментов различной мощности;
  • Горелкой можно подогревать поверхность металла, расплавлять припой и флюс;
  • Скорость работы медленнее, так что появляется возможность делать все более качественно и спокойно;
  • Итоговые результаты оказываются более качественными, чем при использовании паяльника;
  • Инструмент практически сразу готов к использованию и не нужно долго ждать пока он остынет после работы.

Почему возникают проблемы с пайкой алюминия

Данный металл отличается легкостью, гибкостью, а благодаря образуемой на его поверхности оксидной пленке, он не вступает в реакцию с продуктами и агрессивными компонентами. Но именно эта особенность алюминия и создает трудности при спайке этого металла.

Однако существует несколько вариантов для решения проблемы. И, чтобы узнать, как припаять алюминий к меди оловом паяльником, или детали из других металлов, нужно рассмотреть их более детально.

Оборудование и материалы

Для проведения процесса паяния алюминия потребуется запастись оборудованием и специальными расходными компонентами. От того, насколько правильно будут подобраны материалы, а также от их качества будет зависеть результат паяния.

Перечислим необходимые для работы инструменты и расходные материалы.

  • Газовая горелка с направленным потоком пламени, который можно регулировать. Сопло горелки пропускает через свою конструкцию газ, поэтому для паяния вам понадобится еще и баллон с газом. Во время осуществления процесса паяния газовая горелка плавит припой и металл – эти процессы регулируют силой подачи пламени.
  • Чтобы соединить баллон с газом и горелку между собой, потребуется специальный дюритовый шланг. В целях безопасности перед началом проведения работ нужно всегда проверять его целостность.
  • Припой (его еще называют присадка) предназначен для паяния алюминия. Если процесс паяния выполняется газовой горелкой, то присадочная проволока должна соответствовать составу металла, с которым предстоит работать.
  • С целью окончательного удаления оксидной пленки и повышения адгезии металла в работе применяют различные виды флюса. Он необходим для обработки рабочих поверхностей перед началом выполнения паяльных работ.

При этом чаще всего используют флюсы:

  • Ф-61 – необходим для работ с алюминием в условиях низких температур плавления металла;
  • Ф-64 – используется для толстых и массивных заготовок;
  • Ф -34А – применяется для тугоплавких материалов при работе в высоких температурных режимах;
  • Castolin Alutin 51L – является зарубежным вариантом, хорошо сочетается, если в процессе паяния применять также и припой Castolin.

Из припоев, наиболее пригодных для паяния алюминия с помощью газовой горелки, используют цинковые, алюминиевые, медные и кремниевые прутки, которые в своем составе имеют еще и олово. Наибольшее распространение для выполнения паяльных работ получил цинковый припой марки ЦОП-40, который на 60% состоит из олова и на 40% – из цинка. Не менее популярен и припой для алюминия марки 34-А, который на 66% состоит из алюминия, на 28% – из меди и на 6% – из кремния.

С правильно подобранными материалами выполнение паяльных работ по алюминию не представляет особенной сложности. При работе газовой горелкой нужны только флюс и припой, сварочные электроды при этом не потребуются.

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

Паяльник мощностью 300 Вт

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

Простая газовая горелка

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.

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.

Популярные бренды

Среди производителей припоев для алюминия тоже есть свои лидеры. Среди наиболее надежных, но не самых доступных по цене вариантов, можно выделить французский бренд Castolin. Эта компания выпускает широкий спектр специальных составов как с флюсом, так и без него, предлагает возможности для подбора средств для классической и капельной пайки. Среди европейских производителей большой интерес также представляет немецкая компания Chemet.

Китайский рынок тоже предлагает довольно широкий спектр продуктов, ориентированных на работу с алюминием. Среди заслуживающих внимания фирм можно выделить Zhouda, BangGood.

Американские бренды представлены на российском рынке не слишком широко. Выделяется New Technology Products, именно продукция этой фирмы под маркой HTS часто рекомендуется пользователями для ремонта автомобильных деталей и комплектующих, для работы с тонколистовым алюминием.

Другой американский производитель Harris выпускает алюмоцинковый Harris-52 без флюса с температурой плавления от 380 градусов. Универсальным, пригодным для соединения даже алюминия с медью, считается состав Alcor-22 с антикоррозионным непригорающим флюсом в сердечнике.

Среди российских компаний тоже есть немало брендов, выпускающих специализированную продукцию для соединения алюминия. Особенно выделяется алюмоцинковая проволока от производителя «Зубр», пригодная для домашнего применения и мелкого ремонта. «Завод припоев» из Новосибирска производит собственный состав 20А, созданный в рамках импортозамещения в качестве альтернативы продукции зарубежного производства.

Интерес представляет и московская компания «ИЗАГРИ», разрабатывающая и изготавливающая различные монтажные технологические материалы, в том числе составы для пайки. Именно она производит ПОЦ80 в прутках для пайки алюминия и его сплавов без флюса или с использованием буры.

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
https://www.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 выбрать?

При выборе подходящего припоя для алюминия важно обращать внимание на ряд основных критериев. В первую очередь это цена, которая может достигать 10 000 рублей за килограмм у зарубежных производителей.

Отечественные аналоги обходятся в 10-20 раз дешевле при сходном уровне качества и похожем составе.

Кроме того, имеет значение наличие флюса. В трубках и прутках он чаще всего уже есть, такая продукция стоит дороже, но не требует дополнительного лужения заготовок.

Стоит учесть и состав металлов, которые предстоит соединять. Большая часть припоев рассчитана на работу с чистым алюминием или сплавами на его основе. Для образования шва с медью нужны совсем другие средства, относящиеся к группе универсальных. Например, медно-алюминиево-кремниевый 34А отечественного производства. Но у него есть свои ограничения, связанные с наличием и объемами содержания магния в сплавах металлов.

Секреты использования

Паять алюминий и металлические соединения на основе его сплавов тоже нужно правильно. Обязательным этапом является зачистка поверхности деталей: она необходима при работе с тонколистовыми и стандартными заготовками.

При пайке стоит учесть несколько важных моментов.

  1. Вести работу нужно газовой горелкой. Паяльник не позволяет достичь желаемой температуры нагрева деталей. В домашних условиях можно использовать насадку на баллон с широким пламенем.
  2. Механическую обработку необходимо выполнять непосредственно перед нанесением припоя. Металл очень быстро окисляется. Предварительно стоит обезжирить его поверхность органическим растворителем.
  3. Не оплавлять припой прямым нагревом горелкой. Это повысит качество соединения, улучшит связи на молекулярном уровне. Порошковый флюс внутри трубки прекрасно растекается и при контакте с нагретым металлом.
  4. Наносить припой в прутках на разогретый металл в месте крепления. Движения должны быть резкими, чиркающими.
  5. При выборе бесфлюсовых составов необходимо предварительно тщательно залудить поверхность.
  6. При использовании припоев с высокой текучестью нужно обеспечить тщательное прижимание рабочих поверхностей в области шва до их остывания. Это актуально для составов ПОЦ80 и HTS-2000.
  7. При работе с тонколистовыми материалами нужно нагреть алюминий до температуры плавления припоя, а затем держать горелку на расстоянии, позволяющем поддерживать этот показатель на постоянном уровне.
  8. При высоких требованиях к прочности шва можно выполнить предварительную обработку места соединения путем травления, кислотной обработки.

Спаять алюминий с медью сложно, но возможно, при условии обеспечения достаточной изоляции металлов друг от друга. Достигается это за счет особых технологий, позволяющих избежать повышенного электротехнического напряжения в материалах. Кроме того, есть специальные тугоплавкие припои, позволяющие производить работу при высоких температурах в промышленных условиях и при работе горелкой.

С особенностями пайки алюминия можно ознакомиться в следующем видео.

Порошковая проволока

Флюсовая порошковая проволока — нужна для сварки алюминия, а не для пайки. Не путайте эти два понятия. Достоинством этой проволоки является сварка без применения газа. Это электросварка для алюминия. Интересная штука, но дорогая. Покажу хороший видеоролик о сварке порошковой проволокой.

Что лучше — сварка или пайка алюминия?

Споры при ответе на этот вопрос и не думают стихать. Оказывается все зависит от вашего предназначения. Точнее предназначения ваших соединяемых деталек.

Если нужно запаять радиатор автомобиля, то подходит лучше пайка алюминия, потому как дешево. Для ответственных работ (несущие конструкции) и пищевых емкостей (например, молочная фляга) лучше подходит сварка, потому как надежнее. Вот как бы я сформулировал ответ на этот вопрос.

Ясно, что Мастеру с газовой сваркой легче заварить радиатор, а не паять его и наоборот — Мастеру с паяльником легче запаять.

А теперь посмотрите про TIG сварку для начинающих. Очень полезно и хорошо снято.

Как заработать на пайке алюминия?

А теперь самое интересное — как и сколько заработать на пайке алюминия. Я открыл Авито и пошерстил стоимость работ по пайке алюминия. Вот что получилось:

  • пайка радиатора автомобиля, холодильника, кондиционера — от 1000 руб.
  • пайка проводов электропроводки — 15 руб. за пайку.
  • ремонт велосипедных рам — от 500 руб.
  • пайка алюминия для пищи, например, кастрюль — от 100 руб.

Затраты:

  • Газовый баллончик с горелкой 700 — 1000 руб.
  • Припой Castolin 192FBK — 150 руб. за пруток * 5 = 750 руб.
  • Тренировочный радиатор — бесплатно или за 500 руб. в металлоломе.
  • Желание — бесценно!

Бизнес-план:

  1. Потратить 2000 руб. на инструмент и опыт
  2. Отбить затраты за 2 ремонта.
  3. Еще останется на 3-4 ремонта минимум.
  4. Рентабельность 200 — 300 %!

А теперь обещанное. Вот так примерно выглядел мой радиатор.

протертый по краю радиатор

В этом месте кожух вентилятора от нагрева выгнулся и начал тереть по радиатору. Образовалось три дырки, через которые попер антифриз. Помню эту ночку. Хорошо, что в пределах города был.

радиатор шевроле авел

У меня получилось вот так.

алюминиевый радиатор после пайки

А вот и Кузнечик. Думаю, что цвет говорит сам за себя.

шевроле авео т200

Во всей Ростовской области я видел только одну такую же машинку. Однажды в г. Каменск-Шахтинском мы с ней стали на светофоре друг за другом. Выглядело забавно.

Вот и всё. Надеюсь, что теперь пайка алюминия для вас не является чем-то особенным. Для вас трудился Мастер Пайки. А чем вы паяете алюминий?

Рейтинг автора
5
Подборку подготовил
Максим Уваров
Наш эксперт
Написано статей
171
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации