Алюминий и его сплавы — очень лёгкие и прочные конструкционные материалы. Конструкции и детали из алюминия можно встретить везде: на производственных площадках и в каждом доме. Для ремонта оборудования и домашней утвари необходима сварка или пайка. Сварка — это сложный технологический процесс, применяемый на предприятиях. А паять и лудить кастрюли, фляги, алюминиевые трубки можно и в домашних условиях.
Технология пайки
Сложности, возникающие при пайке элементов из алюминия, обусловлены физическими и химическими характеристиками материала. Основные трудности, возникающие при пайке, вызваны:
- Низкой температурой плавления алюминия и сплавов.
- Быстрым окислением с образованием твёрдой плёнки на поверхности материала.
- Хорошей теплопроводностью, с которой связано быстрое распределение температуры.
Для создания прочного соединения нужно определить, с каким именно материалом придётся иметь дело. Чистый алюминий используется довольно редко, а добавки, применяемые для получения разных сплавов, сильно влияют на характеристики материала, а именно:
Температура плавления чистого алюминия 660 °C, а для сплавов с большим содержанием магния и кремния температура начала плавления составляет 500 °C.- Меняются механические свойства. Рост содержания магния существенно увеличивает прочность материала.
- Изменяются коррозионные свойства.
По рабочим температурам различают мягкую (150—300 °C) и твёрдую (390—580 °C) пайку. Все эти факторы нужно принимать во внимание при выборе флюсов и припоев для конкретных работ.
Виды флюсов
Основные трудности при выполнении пайки алюминиевых изделий связаны с возникновением на поверхности окисной плёнки. Её можно удалять механическим путём с использованием щётки с железным ворсом или скребка, но она сразу же образуется снова. Поэтому необходим активный флюс для алюминия, способный разрушить плёнку и создать условия для соединения материала изделия с припоем.
Своими руками изготовить флюс трудно. Лучше воспользоваться готовыми. Предварительно следует изучить назначение и характеристики и выбрать подходящий состав. Наиболее употребительные активные флюсы:
Ф-64. Хорошо разрушает окисную плёнку, годится для работы и с другими материалами: медью, бронзой, оцинкованным железом.- Ф-34А. Этот состав применяется для пайки тугоплавкими припоями. Температура плавления 420 °C.
- Ф-61. Производится на основе фторборатов, рабочая температура (250—350 °C). Применяется для лужения или низкотемпературной пайки.
- Castolin Alutin 51 L. Жидкий флюс подходит для мягкой пайки. Хорошо работает при соединениях меди и алюминия, рекомендуется для припоев Castolin 1827, Castolin 51, Castolin 157.
Пары флюсов вредны. Чтобы не вдыхать их, при пайке нужно пользоваться респиратором.
Выбор припоя
Можно применять низкотемпературные припои на основе олова и свинца, но надёжность этих соединений не очень высока. При пайке алюминия оловом получаются соединения, которые могут разрушаться при высоких температурах и сильно подвержены коррозии. Хорошо зарекомендовали себя припои на основе алюминия, кремния, меди, или цинка. К ним можно отнести 34A, который состоит из алюминия (66%), меди и кремния.
Часто применяется ЦОП-40, состоящий из шести частей олова и четырёх частей цинка. Цинк придаёт прочность и коррозионную стойкость месту соединения. Удобен в применении импортный припой HTS-2000. Температура пайки 400 °C. Используется без флюса. При определённых условиях можно запаять даже силумин.
Порядок работы
Начинать следует с подготовки сопрягаемых поверхностей. Чтобы спаять алюминий в домашних условиях, сопрягаемые детали необходимо отчистить от остатков краски или грязи. Для этого используются металлические щётки, скребки, абразивные круги или наждачная бумага. Окисные плёнки при этом должны становиться тоньше. Обрабатываемые поверхности нужно обезжирить спиртом, ацетоном или бензином. Затем детали устанавливаются в рабочее положение, и начинается прогрев материала.
Для небольших деталей или электротехнических работ можно использовать паяльник мощностью 100 Вт. Жало паяльника желательно залудить. Для больших деталей паяльника недостаточно. Применяется пайка алюминия газовой горелкой или паяльной лампой, которыми прогревают стык деталей. Пламя горелки нужно регулировать так, чтобы не было копоти, которая загрязнит обрабатываемые поверхности.
Металл не должен перегреваться. Для проверки можно коснуться куском припоя обрабатываемой поверхности. Если припой стал плавиться, температура достигла необходимых для обработки значений. После проведения подготовки можно приступать к соединению деталей. Порядок действий такой:
Нанести флюс на обрабатываемые поверхности. Для этого удобно использовать кисточку. Следует избегать попадания припоя на открытые участки тела и слизистую оболочку. В случае попадания немедленно промыть водой.- Жало паяльника и пруток припоя установить на место стыка. Паяльником распределить припой по месту соединения. Если жало паяльника имеет специальные зазубрины, нужно поскрести им место соединения для удаления оксидной плёнки.
После остывания место соединения следует очистить от остатков флюса. Рекомендуется промывать загрязнённые места последовательно холодной и горячей водой и неконцентрированным раствором каустической соды. Это предохранит соединение от коррозии.
При пайке предметов домашней утвари (посуды, кастрюль, соприкасающихся с продуктами питания) следует очень внимательно выбирать флюсы и припои. Во многих из них содержатся вредные химические вещества.
Следует обратить внимание и на то, что температура плавления и пределы прочности припоев ниже, чем у алюминиевых сплавов, и поэтому эти соединения не подлежат большим нагрузкам в зонах высоких температур.
При соблюдении всех этих условий пайка алюминия может обеспечить прочное и долговечное соединение деталей. Припаять отдельные детали гораздо проще, чем сваривать их.
Originally posted 2018-04-18 12:22:57.