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.
Алюминий относится к числу трудноспаиваемых металлов
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.
Способы
Для того чтобы пайка алюминия с медью прошла успешно, сначала нужно разобраться в том, какие именно соединения нужно создавать. Например, провода в холодильнике, где применяют такие жилы, опытные мастера скрепляют только припоем, рекомендованным производителями техники. На производстве и в быту также может потребоваться соединение трубчатых элементов именно в неразрывном, герметичном виде. Под это определение подходит только пайка
Можно выделить ряд актуальных способов ее выполнения.
- С применением стальной муфты. В этом случае между стыками алюминиевой и медной деталей устанавливается вставка из черного металла. Пайка осуществляется с каждой стороны отдельно, что позволяет сделать соединение более прочным, исключает возникновение проблем из-за разницы температур плавления. Со сталью и медь, и алюминий хорошо взаимодействуют.
- С применением специализированных припоев. Наиболее ярким примером является материал, выпускаемый брендом Castolin, к которому компания предлагает дополнительно целую линейку флюсов с нужными характеристиками. Стоят такие расходные материалы заметно дороже, встречаются редко. Именно их обычно используют в мастерских по ремонту сложной бытовой техники.
- Поверхностный способ. Он заключается в использовании особого соединения, при котором медная часть вставляется в алюминиевый раструб. По краю широкой части наносится припой, закрывающий зазор. Используются легкоплавкие составы, при работе мастеру нужно захватить как можно большую часть поверхности медной детали. Этот способ применим при работе с трубчатыми элементами.
- Скрутками. Этот метод позволяет использовать общий оловянно-свинцовый припой, но с использованием специальных флюсов для каждого металла. Таким образом исключается возможность окисления, устраняется потеря алюминиевой жилой ее прочности и первоначальных рабочих характеристик. Эта технология пайки проводов считается допустимой, но не рекомендована для применения под высокими сетевыми нагрузками.
- С меднением алюминия. В этом случае на поверхности металла создаются контактные площадки, позволяющие образовать надежное соединение с мало совместимой с ним медью. Кислотный состав не применяется.
Это основные способы, которые используют, чтобы получить соединение медных и алюминиевых элементов путем пайки.
Используемые в работе материалы
Для качественной пайки алюминия следует использовать специально подобранные флюсы и припои. Это позволит провести качественно работу.
Флюсы для пайки алюминия
Флюсом называется вспомогательный компонент, который препятствует образованию оксидной пленки во время пайки. Также его функция заключается в обеспечении хорошего смачивании поверхности жидким припоем, что обеспечивает надежное сцепление.
Но при отсутствии флюса его можно заменить трансформаторным маслом, предварительно зачистив поверхности наждачной бумагой. Это позволит замедлить процесс образования оксидной пленки.
Действие флюса зависит от его состава
Канифоль
Этот вид флюса является самым востребованным. Канифоль можно применять для пайки любых металлов. Но в случае с алюминием работу следует выполнять без доступа воздуха, что значительно осложняет ее проведение. В итоге время на выполнение пайки требуется больше, а эффективность низкая.
Важно! При использовании канифоли качество соединения алюминия не отличается особой прочностью.
Порошковый флюс
Для пайки алюминия можно применять порошковые флюсы вместе с газовой горелкой. При проведении работ нельзя добавлять к пламени кислород, так как это вызывает окисление алюминия.
Наиболее распространенные порошковые флюсы:
- бура (смесь натриевой соли и борной кислоты);
- активный флюс Ф-34А (содержит хлориды калия, лития, цинка и хлорид цинка);
- ацетилсалициловая кислота;
- активный паяльный жир.
Жидкий флюс
Эту разновидность флюсов можно наносить на поверхность тонким слоем. Но при этом они испаряются намного быстрее и способны выделять обжигающие пары.
Наиболее популярные виды:
- флюс Ф-61— рекомендован для низкотемпературной пайки;
- флюс Ф-64 — разрушает даже достаточно прочную оксидную пленку;
- Castolin Alutin 51 L — подходит для работы при температуре от 160 градусов.
Припой для пайки алюминия и его сплавов
С целью пайки данного металла рекомендуется применять припои из таких материалов, как алюминий и цинк. При этом они могут содержать различные добавки, что улучшает их функциональность.
Самые популярные импортные припои для алюминия:
- HTS-2000;
- Castolin 192FBK;
- Castolin 1827;
- Chemet Aluminium 13;
- Chemet Aluminium 13-UF.
Важно! Припой должен хорошо смачивать поверхности деталей, иначе провести качественную пайку не удастся.
Отечественные припои и их качество
Использовать для работы с алюминиевыми деталями в домашних условиях можно и отечественные припои. Они не уступают по эффективности импортным, но стоят на порядок дешевле.
Самые популярные из них:
- ПОС-61;
- марки А;
- 34А;
- SUPER A+.
Сравнение припоев для пайки алюминия
При сравнении импортных припоев HTS-2000 с Castolin 192fbk, а также отечественного «алюминиевого огурца» многие профессионалы отмечают, что последний отличается высокой прочностью пайки, так как состоит из алюминия. Но недостаток его в том, что работу нужно проводить в печке.
А что касается HTS-2000, то отзывы в основном негативные, так ка припой отличается тягучей консистенцией и для его разравнивания на поверхности следует прибегать к стальным инструментам.
Castolyn 192FBK также характеризуется высокой текучестью. Он идеально подходит для того, чтобы запаять небольшие отверстия, а при использовании его для больших дыр может проваливаться внутрь алюминиевых деталей.
При выборе припоя нужно учитывать режим пайки
Порошковая проволока
Этот материал можно применять только при сварке алюминия, а не пайке. Поэтому нельзя путать эти два совершенно разных вида работ по соединению деталей. Применение порошковой проволоки дает возможность проводить сварку без газа.
Источники нагрева
Чтобы правильно спаивать детали, нужно не только знать какие флюсы и припои можно применять, но и как паять дома алюминий паяльником, используя разные источники нагрева.
Паяльник для пайки алюминия
При использовании паяльника нужно учитывать размер деталей для соединения. Количества тепла от источника должно поступать больше, чем будет его рассеиваться. Примерно на 1 тыс. кв. см алюминия рассеивается около 50 Вт тепловой мощности. Значит, для спаивания деталей с такой суммарной площадью, нужно использовать паяльник мощностью 90-100 Вт.
Горелки для пайки алюминия
Если нужно спаять толстые алюминиевые листы, то лучше использовать газовые горелки. Преимущество такого источника в том, что он бесконтактно доносит тепло и характеризуется высокой скоростью разогрева.
Важно! При использовании горелки детали могут даже не успеть нагреться, как уже будут спаяны.
Как удалить оксидную пленку?
Оксидная пленка алюминия удаляется двумя способами: механическим и химическим. Оба способа удаляют оксид алюминия в безвоздушной среде, то есть без доступа кислорода. Начнем с самого сложного, но самого правильного и надежного метода удаления — химического.
Осаждать медь или цинк
Химический метод пайки основан на предварительном осаждении меди или цинка на алюминий путем электролиза. Для этого на нужное место наносят концентрированный раствор медного купороса и в свободном месте подключают минус аккумуляторной батареи или лабораторного источника питания. Затем берут кусок медной (цинковой) проволоки, подключают на него плюс и погружают в раствор.
Благодаря процессу электролиза медь (цинк) осаждается на алюминий и на молекулярном уровне прилипает к нему. Затем поверх меди осуществляется пайка алюминия. Правда непонятно как все это проходит через оксидный барьер. Думаю, что в этой инструкции пропущен этап царапания алюминия под пленкой медного купороса или другого химического воздействия. Хотя практика из видеоролика ниже показывает, что можно и не царапать.
Использовать масло без воды
Второй по сложности метод заключается в удалении оксида алюминия под масляной пленкой . При этом масло должно содержать минимум воды — подойдет трансформаторное или синтетическое масло. Можно подержать масло при температуре 150 — 200 градусов несколько минут, чтобы из него испарилась вода и оно не брызгало при нагреве.
Под масляной пленкой также нужно заняться удалением окисла. Можно потереть наждачкой, поцарапать скальпелем или использовать зазубренное жало. Когда мне нужно было запаять радиатор охлаждения двигателя, я вычитал способ со стружкой. Берем гвоздь, пилим его напильником, чтобы получить стальную стружку.
Далее на место пайки наносим масло и сыпем стружку. Паяльником с широким жалом пытаемся потереть место пайки, так чтобы между жалом и алюминием была стружка. В случае с массивным радиатором, я дополнительно грел место лужения термовоздушной паяльной станцией .
Затем берем припой на жало каплей, погружаем в масло на место пайки и опять растираем. Для лучшего лужения можно добавить канифоли или другой флюс. Происходит так называемая наплавка под слоем флюса. В видеоролике хорошо показана пайка алюминия с маслом.
Паять активным флюсом
Существуют отдельно разработанные активные флюсы для пайки алюминия. Обычно в них входят кислоты (ортофосфорная, ацетилсалициловая кислота) и соли (натриевая соль борной кислоты). Строго говоря, канифоль тоже состоит из органических кислот, но на практике она дает слабый результат на алюминии.
В силу своей активности, кислотные флюсы обязательно нужно смывать после пайки. После первой смывки можно дополнительно нейтрализовать кислоту щелочью (раствором соды) и смыть второй раз.
Активные флюсы дают хороший и быстрый результат, однако пары этого флюса вдыхать прямо запрещается. Пары раздражают слизистые, повреждают их или могут попасть в кровь через дыхательные пути.
Спаивание компонентов из алюминия
Спаять алюминий в домашних условиях паяльником можно, как при высокой, так и низкой температуре. Но процесс проведения работ в этих случаях несколько отличается.
Пайка алюминия в высокотемпературном режиме
Этот метод применяется для соединения элементов крупного размера. К этой категории относятся алюминиевые детали с толстой стенкой и повышенной массой. В этом случае температура разогрева должна быть в пределах 550-650 °С. В качестве источника тепла следует использовать горелку, работающую на газу.
Пайку нужно проводить после нагрева деталей до нужной температуры, что приведет к плавлению твердого припоя.
Пайка алюминия в низкотемпературном режиме
Такой метод пайки больше подходит для сцепления мелких деталей, алюминиевых проводов, кабелей. В этом случае достаточно температуры 250-450 °С. Для этого режима проведения работ нужно применять жидкие припои.
При низкотемпературном режиме шов получается ровным и аккуратным
Что лучше: сварка или пайка алюминия
Однозначно сказать, что лучше сварка или пайка алюминия нельзя. Это зависит от предназначения деталей и профессионализма человека. Для опытного сварщика естественно более приемлемым вариантом является сварка, а мастеру с паяльником подходит больше пайка.
При необходимости починить радиатор лучше использовать пайку, так как это намного дешевле, а для проведения более ответственных работ больше подойдет сварка.
Пайка алюминия процесс сложный, но выполнить его можно самостоятельно в домашних условиях. Однако проведения работы без использования специальных материалов не дает гарантии качественного сцепления деталей. Это приведет только к бесполезно потраченному времени и усилиям. Поэтому нужно сразу подготовиться к процедуре, чтобы провести ее качественно и быстро.
Подбор флюсов
С учетом специфики пайки деталей из алюминия к выбору флюсов нужно подойти внимательно.
Существует отечественные средства, состоящие из нескольких компонентов. Они обеспечивают эффективную очистку деталей, препятствует окислительным процессам при нагревании. Это особенно актуально при использовании припоев из олова и свинца, известных своей склонностью к окислению.
Хорошую проникающую способность обеспечивает многокомпонентный флюс из фторборатов аммония и цинка, триэтаноламина, добавочных веществ. Средство имеет доступную цену. Его эффективность многократно проверена на практике.
Известный высокотемпературный флюс состоит из хлоридов калия, лития и цинка; фторида натрия. Сухую смесь всыпают в рабочую зону пайки на палочке, дожидаясь равномерного расплавления и перемешивания с массой припоя.
