Пайка алюминия в домашних условиях

Особенности процесса

Ключевые проблемы пропайки алюминия традиционными припоями и флюсами связаны с:

• образованием оксидной пленки, обладающей высокой температурой плавления и хорошей химической стойкостью, предотвращающей взаимодействие с оловянными или свинцовыми припоями;
• низкой температурой плавления чистого металла, затрудняющей качественный пропай.

Для проведения пропая алюминиевых деталей специалисты должны очистить поверхность материала от оксидной пленки либо применить специализированные агрессивные припои и флюсы.

Температура плавления алюминиевых изделий для пайки.

Основные правила пайки алюминия в домашних условиях при отсутствии цинкового или алюминиевого припоя включают следующие пункты:

1. Предварительную зачистку поверхности.
   Место, на котором необходимо выполнить паяльные работы следует внимательно очистить от краски, грязи и частичек других металлов.
2. Шлифовку.
   Для лучшей адгезии между припоем и алюминием следует отшлифовать место предполагаемого соединения.
3. Нельзя делать большой перерыв между очисткой алюминия и непосредственным нанесением флюса.
   Из-за высокой скорость образования оксида на поверхности, процесс очистки для алюминия может потребоваться повторно.
4. Правильный выбор устройства, для прогрева места пайки.
   Для этой работы идеально подойдет электропаяльники с регулируемой температурой жала.
5. Контроль за температурой места соединения.
   Ввиду хорошей теплопроводности металла, температура будет быстро растекаться по всей площади изделия, а потому пропаиваемый участок будет стремительно остывать.
6. Обязательным условием успешной пайки алюминия является залуживание места предполагаемого контакта.
   Если вовремя нанести на очищенный участок алюминия каплю припоя, оксидная пленка не сможет образоваться.

Существует несколько секретов, которые можно использовать для пайки алюминия без специализированного припоя:

1. Разрушение оксидной пленки путем интенсивного трения места соединения кирпичом.
   После того, как с камня облупится некоторое количество пыли следует набрать на жало паяльника необходимое количество канифоли или флюса и залить место пайки. После этого следует сделать сильные нажимистые движения плоским срезом паяльника, по месту планируемого пропая. Путем такого нехитрого действия кирпичная пыль разрушит тонкую оксидную пленку, а имеющийся на паяльнике припой залудить очищенный металл.
2. Разрушение оксидной пленки при помощи частичек железа.
   Для этого следует сточить толстый гвоздь напильником, нанести на место пайки большое количество жидкой канифоли или флюса, а затем насыпать металлические опилки. После того, как средство для пайки затвердеет следует набрать на жало паяльника припой и сильно вдавить его в место пайки.
3. Использование трансформаторного масла.
   Для осуществления данного способа следует снять верхний слой детали наждачной бумагой, а затем на очищенное место вылить масло. После этого можно втереть разогретый припой и получить хорошую адгезию между оловом и алюминием.

https://www.youtube.com/watch?v=nu8TgMU5I2k

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.

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.

ПАЙКА АЛЮМИНИЯ. АРГОН НЕ НУЖЕН!

Пайка алюминия в домашних условиях

8.6 Total Score

Пайка алюминия

Актуальность информации

9

Доступность применения

9

Раскрытие темы

9.5

Оценки покупателей: 4 (1 голосов)

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.

Подготовка

Для проведения процедуры потребуется подготовить следующие инструменты и материалы.

• Паяльник. Его мощность не должна превышать 40 Вт.
• Нож. Необходим для зачистки материала и снятия верхнего слоя изоляции.
• Флюс. Используется для проведения основного процесса.
• Канифоль. Этот компонент должен быть в растворе из спирта или ацетона.
• Припой. Вещество, сделанное из свинца и олова.

А также будут необходимы обрезки проводов из алюминия или меди. Сечение проводов не должно превышать 4 кв. мм.

Перед тем как приступить к пайке, следует подготовить материал. Стоит отметить, что алюминий – легкоплавкий металл. Температура его плавления – 660 градусов по Цельсию

Поэтому при неосторожном нагреве алюминий легко разрушить

Еще одна сложность, которая может возникнуть при выполнении процесса, – это быстрое окисление материала на воздухе. Пленка окиси, покрывающая поверхность, защищает материал от воздействия внешних факторов. И она же становится препятствием для образования адгезии припоя с материалом. Именно поэтому ее необходимо удалять. Собственно, в этом и заключается процедура обработки проводов.

Удалить окись можно с помощью масла, которое перед проведением процесса необходимо будет прокалить до 200 градусов по Цельсию. Это требуется для того, чтобы удалить из состава активный кислород.

Удаление пленки окисла с помощью масла – сложный и неудобной процесс при пайке металла в домашних условиях. Использование канифоли или других флюсов тоже не поможет достичь нужного результата. Поэтому обычно прибегают к обработке концов проводников одновременным использованием флюса и механического способа.

Обработку металлов следует проводить после того, как провода будут скручены. В противном случае впоследствии не получится очистить всю поверхность провода механически. Только обработанные концы проводников можно будет спаять друг с другом.

Полезные советы

В домашних условиях нельзя проводить работу по омеднению алюминия. Контакт с кислотами и сопутствующая химическая реакция требует специально оборудованной мастерской с вентиляционным оборудованием или свободным притоком свежего воздуха

Важно понимать, что разные по своим свойствам материалы при правильной подготовке можно паять и без создания контактных площадок. Метод гальванизации скорее актуален для промышленного производства. При работе с трубами, которые затем будут эксплуатироваться под давлением, важно тщательно рассчитывать требуемую прочность соединения

Именно исходя из этого подбираются припои и флюсы

При работе с трубами, которые затем будут эксплуатироваться под давлением, важно тщательно рассчитывать требуемую прочность соединения. Именно исходя из этого подбираются припои и флюсы. При использовании горелки вместо паяльника нужно исключить возможное воспламенение посторонних предметов

Все работы выполняются в мастерской

При использовании горелки вместо паяльника нужно исключить возможное воспламенение посторонних предметов. Все работы выполняются в мастерской.

В следующем видео рассказывается о том, как спаять медь с алюминием.

Другие способы пайки

Существует еще несколько способов соединения алюминиевых деталей в домашних условиях. Например, можно воспользоваться надфилем и шкуркой. Покрыв стык канифолью, и воспользовавшись надфилем, можно соединить алюминиевые детали при помощи паяльника мощностью 50 Вт. Возможно, потребуется попрактиковаться, но в целом данный метод достаточно эффективен.

Многие умельцы приноровились использовать железные опилки. Они добавляются в канифоль, растворенную в этиловом спирте до тягучего состояния. Полученная смесь наносится на паяльник в небольшом количестве, после чего можно приступать к пайке алюминия.

Вот еще несколько советов, которые могут пригодиться при пайке алюминиевых деталей:

• минеральное машинное масло, смешанное с абразивными веществами (например, с железными опилками) помогает добиться хороших результатов, причем припой должен содержать более 50% олова;
• промышленные флюсы — верный способ получить качественный и крепкий шов, устойчивый к механическому воздействию;
• если есть вакуумная камера, то можно обойтись без предварительной зачистки детали;
• как вариант, можно создать своего рода гальваническую установку, используя медный купорос (алюминий покрывается медью и тщательно залуживается).

Припой и паяльная кислота

Каждый приведенный способ был опробован на практике, а эффективность пайки алюминия доказана богатым опытом

Обратите внимание, что в обычных условиях в ходе пайки алюминиевых деталей на поверхности образуется оксидная пленка, вследствие чего соединение получается менее прочным, ломким, хрупким. Избавиться от нее помогает аргон — инертный газ. С его помощью пайка алюминиевых деталей становится возможной, поэтому в промышленной сфере чаще применяется именно этот метод

С его помощью пайка алюминиевых деталей становится возможной, поэтому в промышленной сфере чаще применяется именно этот метод.

Не забывайте обезжиривать детали перед соединением. Простой обработки металлической щеткой может быть недостаточно (жирные пятна могут проникнуть глубоко в рубцы). Воспользуйтесь обезжиривающими веществами, и сможете добиться действительно качественного соединения.

Расскажите в комментарии о том, какой способ вы готовы применить на практике и каким уже успели воспользоваться. Поделитесь накопленным опытом с другими читателями.

Подготовка к работе

Определение сплава изделия

Нужно определить сплав спаиваемых деталей, насколько это возможно, алюминий ли это вообще или нет. Многие алюминиевые предметы и детали в домашнем хозяйстве являются алюминиевыми сплавами. Многие сплавы можно успешно спаивать в домашних условия, используя домашние тиски и паяльник. Но некоторые сплавы — только на промышленной сварочной установке. Состав алюминиевой детали можно предположить исходя из твёрдости материала. Чем мягче кажется материал при обработке, тем большее количество чистого алюминия он содержит. Это условие успешных и качественных паек.

Выбор припоя

1. Если вы спаиваете алюминий с другими металлами, например, алюминиевый и медный провода, то эта пайка требует особый подход. Часто в таких случаях сам алюминиевый провод, небольшой его участок покрывают слоем меди. Потом лудят обычным припоем и спаивают провода.
2. Для паек необходим низкотемпературный припой. Так как температура плавления алюминия составляет 660 ºC, и он обладает хорошей теплопроводностью, то необходимое условие для успешных паек паяльником — необходимость достаточно легкоплавкого припоя, содержащего олово, а значит, быстрое плавление припоя. Во многих случаях вполне подходит припой ПОС-50. Также возможно использовать припой ПОС-61.
3. Можно приобрести специальные припои для паек алюминия. Это сплавы алюминия с кремнием и цинком. Они бывают разными, в зависимости от того, что вы будете соединять — алюминий с алюминием или алюминий с медью и другими материалами. Необходимо внимательно прочитать этикетку на упаковке.

Выбор флюса

Необходимо выбрать подходящий флюс для паек алюминия. Алюминий можно паять разными способами. В связи с тем, что основной проблемой при пайке и сварке алюминия является удаление оксидной плёнки с поверхностей соединяемых деталей, то при разных способах паек применяется различный флюс. В домашних условиях применяют обычную канифоль или щелочное масло. Также используют насыщенный раствор медного купороса. Кроме того, часто применяют обычное минеральное масло для швейных машин, которое можно купить в хозяйственном магазине. Оно наносится прямо на алюминий.

Выбор инструмента

• Нужно правильно выбрать источник тепла. Для мелких деталей вполне подойдёт паяльник с рабочей мощностью до 150 ватт, но для массивных деталей, например, радиатора автомобиля, необходима низкотемпературная газовая горелка. Её рабочая температура 315–425°C . Она может обеспечить хороший прогрев мест паек изделия и быстрое плавление припоя.
• Купите или соберите дополнительные приспособления. Когда вы будете соединять алюминий, вам будет необходим какой-то зажим или тиски. Кроме того, необходимо после завершения паек промыть спаянные поверхности в воде или в моющем средстве для удаления остатков кислотных или масляных флюсов. Если использовался флюс на основе смолы, то нужно промыть алюминий с помощью ацетона. Соответственно, для этого нужна какая-то ёмкость или ванна.
• Позаботьтесь о своей безопасности. Создайте комфортную рабочую зону. Обязательно приобретите респираторную маску для защиты от токсичных паров. Работайте только в хорошо проветриваемом помещении. При использовании жидких, а особенно кислотных флюсов, применяйте маску или защитные очки. При использовании газовой горелки алюминий может расплавиться, поэтому при работе нужно применять хлопчатобумажную спецодежду и сапоги.

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.

Пайка алюминия в домашних условиях — реальный способ починить домашнюю утварь, бытовые и автомобильные алюминиевые радиаторы, трубки, сантехнические приспособления и многое другое. В промышленных условиях пайка и сварка деталей из этого материала производится на автоматизированном оборудовании. В домашних условиях пайка и сварка алюминия также возможна.

Для этого применяют обычный паяльник, обычные припои ПОС-50 и ПОС-61, содержащие олово. Кроме того, возможно применить сварочный магниевый карандаш или использовать газовую горелку.

После того как вы выбрали припой, необходимо выбрать флюс для паек. Самый главный секрет при пайке алюминия — работать быстро, соединить спаиваемые детали сразу после того, как они были очищены от оксида.

Газовой горелкой

Обработка газовой горелкой производится, когда детали находятся в таком положении относительно друг друга, при котором они будут эксплуатироваться. Обработка плавно переходит в сам процесс пайки.

Происходит это следующим образом:

• горелкой нагреваются поверхности алюминиевых деталей;
• по достижению температуры, при которой металл восстанавливается из оксида, пленка механически счищается;
• под воздействием пламени детали покрываются флюсом, и в зону пайки вносится припой.

Если детали толстые, то кромки их необходимо разделать под углом 45°. Обычно разогрев происходит до температуры плавления олова, когда припой растекается и заполняет желобок скрутки.

Материалы и инструменты

Для выполнения пайки алюминия следует иметь различные материалы и инструменты, к которым относят нагревательные инструменты, припои и флюсы.

Необходимые материалы и инструменты

Наиболее часто в качестве нагревательного инструмента используют электропаяльник. Его можно считать универсальным инструментом, который легко использовать в домашних условиях. Но с его помощью можно проводить ремонт предметов только небольших размеров, обычно трубок небольшого диаметра, проволоки и кабелей, а также небольших электроприборов. Его можно использовать в дома в проветриваемом помещении, так ка он не требует особых условий и много пространства.

При использовании горелок стоит строго контролировать подачу пламени, которое должно характеризоваться сохранением баланса газа и кислорода. При проведении работ, пламя должно быть ярко-синим. Любые изменения цвета могут свидетельствовать об излишнем количестве кислорода.

Припои для пайки алюминия

Пайка алюминия припоем очень сложное занятие. Поэтому выбор припоя важен для создания качественного шва и прочного соединения. При использовании обычного паяльника нужно подбирать припой из металла, имеющего низкую температуру плавления. Наиболее распространенные сплавы это:

• цинково-оловянный;
• висмутово-оловянный;
• медно-оловянный.

Эти виды очень часто называют радиолюбительскими

Они имеют низкую температуру плавления, что очень важно для сохранения алюминия в первоначальном состоянии без изменения структуры и физических свойств. Стоимость таких припоев низкая, поэтому их приобретение становиться доступным для домашних мастеров

Припои для алюминия

Но их использование имеет ряд минусов и ограниченную сферу применения. Так, соединение предметов с помощью таких припоем не отличается высокой прочностью и надежностью. Поэтому они применяются практически исключительно при ремонте электрооборудования, в том числе соединения проводов и кабелей.

При ремонте крупногабаритным алюминиевых предметов с помощью таких припоев соединение быстро потеряет прочность и разрушиться. В таких случаях лучше использовать тугоплавкий припой, в состав которого входит цинк и олово.

Использовать такого припоя при работе с паяльником невозможно, так как их температура плавления составляет порядка 600 градусов. Поэтому для работы с ними нужно иметь газовую горелку.

Следует отметить, что при пайке с помощью газовой горелки металл заготовки не расплавляется, произйдет плавление только припоя.

Флюсы для пайки алюминия

При пайке алюминия нужно использовать специальные флюсы, так как не каждый флюс активен по отношению к алюминию. Наиболее подходящими считаются вещества на основе фторборатора аммония и триэтаноламина. Большинство специальных флюсов помечены специальной маркировкой, которая указывает на возможность их применения при пайке алюминия.

Флюсы для пайки алюминия

В случае необходимости работы при высоких температурах следует обратить внимание на смеси, содержащие хлористый калий, который составляет половину; хлорида калия; фторита натрия и хлористого цинка. Подобный состав позволяет создать наиболее оптимальные условия при высокотемпературных работах