По сравнению с другими металлами, массовое использование алюминия началось сравнительно недавно. Его начали применять в авиационной промышленности, за что тот получил название «крылатый металл». Благодаря основным показателям алюминия – легкому весу и стойкости к коррозии, его широко используют в строительстве, приборостроении и других отраслях промышленности.
Пайка алюминия – один из способов создания неразъемного соединения. При правильном выборе расходных материалов и соблюдении технологии, пайку алюминиевых заготовок можно выполнить в домашних условиях своими руками.
Содержание
Особенности процесса
Как и при сварке, основным фактором, влияющим на процесс пайки алюминия, является наличие оксидной пленки. Она образуется на поверхности под действием атмосферного воздуха. Температура плавления оксида, гораздо выше, чем у основного металла. Этот параметр достигает величины 660 Сº, при температуре плавления основного металла 250-300 Сº. Кроме того, пленка отличается высокой устойчивостью к химическим воздействиям, поэтому использование нейтральных флюсов не позволит нормально взаимодействовать алюминиевому припою и базовой поверхностью.
Преимущества
Пайка не получила широко промышленного применения из-за относительно низкой производительности работ. Тем не менее, данный метод соединения выгодно отличается от прочих способов создания неразъемных соединений:
- Классическими рабочими инструментами является электрический паяльник и газовая горелка. Наука не стоит на месте, и на отечественном рынке уже давно положительно зарекомендовали себя установки для пайки ультразвуком и электронными волнами. Эти устройства отличаются способностью к выполнению работ на загрязненной поверхности без предварительной подготовки.
[stextbox id=’info’]Дополнительная информация. С помощью ультразвука паяют особо тонкие листы, толщиной до 0,001 мм.[/stextbox]
- Процесс сопровождается низким температурным воздействием на обрабатываемые детали.
- Пайка сохраняет структуру металла, не меняя физические и химические свойства – шов формируется за счет расплавленного присадочного материала.
- С помощью данной технологии можно соединять даже миниатюрные элементы и тонкостенные изделия, не опасаясь поверхностной деформации заготовки.
- Имеется возможность соединения разнородных материалов.
Флюсы
Рассмотрим составы, с помощью которых можно подготовить заготовки к нанесению припоя для пайки алюминия.
Канифоль
Как было сказано выше, нейтральные составы плохо справляются со своими задачами. Исключение составляет использование канифоли в вакуумной среде, при отсутствии оксидной пленки. На практике данный способ встречается очень редко.
Порошковый
Работая газовой горелкой, специалисты рекомендуют использовать следующие порошковые составы:
- Флюс Ф-34, основу которого составляют соли щелочных металлов соляной кислоты;
- Бура – классический состав, отличающийся высокой температурой плавления;
- Ацетилсалициловая кислота отлично подходит для домашней пайки;
- Паяльный жир не является порошком, однако относится к категории твердых составов.
Жидкий
Такой флюс очень удобно наносить на заготовки, контролируя равномерное распределение по поверхности. Лучше всего себя зарекомендовали следующие составы:
- Ортофосфорная кислота;
- Ф-64;
- Ф-61.
Независимо от типа флюса, необходимо соблюдать требования техники безопасности. Под действием высокой температуры активные составы переходят в газообразное состояние, что несет угрозу зрению и дыхательным путям. После проведения работ флюс необходимо смыть с поверхности детали.
Припой
Припой для алюминия – это присадочный материал, от выбора которого зависит качество и надежность будущего соединения. Для чистого материала и дюралюминия следует использовать совершенно разные составы. Начинающие мастера испытывают сложности при пайке алюминия именно из-за выбора неподходящего состава, предназначенного для работы с другими металлами.
Все припои можно условно разделить на две группы:
- Легкоплавкие. К этой группе относятся составы, основу которых составляют мягкие металлы – олово, цинк, висмут и медь. Такие материалы, за низкую температуру плавления, называют радиолюбительскими. Доступная стоимость делает такие припои идеальным выбором для домашних мастеров. Их выпускают в форме проволоки, толщиной до 6 мм.
[stextbox id=’info’]Легкоплавкие припои не применяют для ответственных работ. Например, пайку алюминиевых трубок холодильника, работающих под давлением, лучше выполнять тугоплавкими присадочными материалами.[/stextbox]
- Тугоплавкие. К ним относятся припои, в состав которых входит алюминий, цинк, кадмий, кремний и другие химические элементы. Наличие алюминия обеспечивает высокий уровень смачивания и высокую прочность шва. Для работы с тугоплавкими припоями необходимо профессиональное оборудование с высокими температурными показателями.
Подготовка деталей
Пайке предшествует тщательная подготовка рабочей поверхности. Процедура заключается в очистке заготовок, удалении оксидной пленки с последующим обезжириванием.
Окисленный слой можно снять путем механической и ручной обработки, любым удобным способом:
- болгаркой со специальной насадкой;
- щеткой или ершиком по металлу;
- наждачной бумагой.
Кроме того, можно использовать сильнодействующие кислотные растворы. При этом следует соблюдать осторожность, не допуская попадания очистителя на открытые участки кожи.
Следует помнить, что очистку проводят непосредственно перед пайкой. В противном случае на поверхности образуется новая пленка и процедуру придется повторять. В качестве альтернативы можно использовать активный флюс – он с легкостью справится с вновь образованным слоем оксида.
Источники нагрева
Рабочим инструментом может служить любое приспособление с функцией генерации тепла. Выбор зависит от габаритов заготовки и условий выполнения работ.
Паяльник
Наиболее распространенный нагревательный инструмент. Приборы работают от электричества с минимальным напряжением сети, что делает его оптимальным выбором для домашней эксплуатации. Пайка алюминиевых проводов, кабелей, ремонт бытовых приборов, выполняется с помощью обычных паяльников, мощностью до 150 Вт.
[stextbox id=’info’]Специалисты рекомендуют выбирать паяльники с зазубренным жалом – с их помощью оксидная пленка удаляется гораздо быстрее.[/stextbox]
Горелки
Газовая горелка – это прибор, который работает на смеси горючих газов. Мощность и величина пламени зависит от характера работ и габаритов деталей. Дома можно использовать обычную паяльную лампу. При соединении толстолистовых заготовок лучше выбрать профессиональное инжекторное оборудование с рассекателем для пламени.
Главное отличие горелок – высокая производительность при бесконтактном способе разогрева поверхности.
Продвинутые модели оснащают механизмом регулировки температуры пламени.
Что выбрать – сварку или пайку?
На вопрос, какая технология создания неразъемных соединений лучше всего подходит для работы с алюминием, не существует однозначного ответа. Все зависит от производственных условий, габаритов деталей и других факторов. Исходя из этого, выбирают, сварку или пайку алюминия использовать в данном случае. Естественно, такой вопрос может лишь возникнуть при наличии как сварочного, так и паяльного оборудования.
С технологической точки зрения, сварка считается более сложным процессом, требующим от исполнителя высоких профессиональных навыков. При этом сварочные швы отличаются отличными эксплуатационными показателями, при большей, по сравнению с пайкой, себестоимости работ.
Как удалить оксидную пленку?
Это самая сложная задача, с которой сталкиваются в процессе проведения работ. Рассмотрим проверенные способы удаления оксида с поверхности.
Осаждать медь или цинк?
Схема осаждения меди.
Для выполнения осаждения понадобится аккумуляторная батарея небольшой мощности. На зону соединения наносят медный купорос в чистом виде. Провод от минуса крепят к заготовке с помощью крокодиловых зажимов. К плюсу подключают медную или цинковую проволоку. После погружения проволоки в раствор, анодный металл начинает осаживаться на детали. После этого можно приступать к пайке.
Использовать трансформаторное масло
Метод заключается в подготовке зоны соединения под слоем масла. Лучше всего себя зарекомендовала смазка для трансформатора, однако при его отсутствии можно использовать любую автомобильную синтетику с низкой вязкостью.
Перед употреблением масло необходимо нагреть до 150-200 Сº. Такая температура удалит остатки воды из смеси. После этого смазку наносят на место соединения и приступают к удалению пленки из оксида. Для этого в масло добавляют абразивный материал и очищают налуженным паяльником зону соединения.
В высокотемпературном режиме
Алгоритм выполнения работ следующий:
- Готовим рабочую поверхность любым доступным способом и выполняем обезжиривание.
- Удаляем оксидную пленку с поверхности.
- Нагреваем поверхность до 400 Сº с помощью паяльной лампы.
- Наносим припой на поверхность плавными движениями. Важно, чтобы присадочный материал полностью расплавился и при этом заготовка не перегрелась.
- Остывание проходит в естественных условиях.
В низкотемпературном
В отличие от предыдущего метода, процесс протекает при температуре до 300 Сº. Единственное отличие заключается отсутствии необходимости в предварительном нагреве поверхности.
Самое главное – по завершению работ промыть полученный шов. Это необходимо для удаления остатков флюса.
Сфера применения процесса
Пайка алюминия широко используется как в домашних работах, так и на производственных предприятиях.
Опытные автомобилисты сталкивались с необходимостью пайки радиаторов, для восстановления герметичности, а также устранения дефектов масляных поддонов двигателя и коробки переключения переда, которые также изготавливают из алюминиевого сплава.
Трубопроводы из рассматриваемого металла можно встретить в конструкциях многих промышленных систем. Пайка является надежной и доступной альтернативой сварке, при заделке трещин в трубах.
Заключение
Пайка алюминия – достаточно простая процедура, навыки которой может без труда освоить любой желающий. При выполнении работ, помимо грамотного выбора расходных материалов, важно качественно удалить оксидную пленку, которая покрывает все алюминиевые поверхности.
[stextbox id=’info’]Слесарь-ремонтник 6-го разряда Алферов Дмитрий Русланович. Опыт – 15 лет: «Я занимаюсь пайкой уже 15 лет. Сталкиваясь с алюминием, будь то посуда или автомобильный радиатор, я предпочитаю мощный электрический паяльник с широким жалом. Особой разницы межу лучшим американским припоем HTS-2000 и классическим ПОС-61, я не вижу. Главное, не нарушать требования технологии. Для удаления пленки я предпочитаю метод очистки под слоем масла».[/stextbox]
