Как спаять алюминий в домашних условиях, особенности пайки алюминия. Процесс пайки алюминия в домашних условиях Запаять дюралевую трубку в заславле

Паять алюминий можно. Хотя провода из этого металла бывает легче соединить другими способами: через винтовые клеммники, сваркой. Часто в распредкоробках алюминиевые провода просто туго скручивали. Такой способ применяли, когда в квартирах особо мощного потребления энергии обычно не наблюдалось.

Но теперь, с насыщением рынка мощной и разнообразной бытовой техникой, следует и всю бытовую питающую сеть приводить в такое качество, которое бы ориентировалось на серьезное потребление энергии, приближающееся к промышленному. И в этом случае лучше паять алюминий в домашних условиях, чем скручивать.

Свойства алюминия как металла и проводника

Алюминий стоит в периодической таблице сразу за натрием и магнием - активными, даже горючими на воздухе, металлами. Поэтому он и является легким и очень активным металлом. Теплопроводность и электропроводность его ниже, чем у меди. Но так как алюминий легче меди, изделия из него там, где важны именно эти свойства, при той же массе получаются геометрически большими по размерам. И за счет конвекции теплоотвод от алюминиевых деталей может быть больше, чем от медных.

Активность алюминия работает против пайки - стандартной операции электрического и механического соединения многих металлов. Потому что активность такова, что он на воздухе немедленно окисляется. И покрывается непрошибаемой пленкой корунда - Al 2 O 3 . Другие соединения алюминия тоже очень прочны, что делает добычу этого самого распространенного в земной коре металла энергозатратной: на выработку 1 тонны алюминия нужно затратить 17 мегаватт/часов электроэнергии.

Только у нас в стране это не оказалось препятствием к большим объемам выработки и широкому применению этого металла.

Кроме собственно алюминия используются сплавы на его основе - дюраль и силумин.

Если чистый алюминий идет в основном на электротехнику, то из сплавов делают различные изделия: из силумина - литые вещи (мясорубки, посуда), упорные конструкции, из дюраля - каркасы, корпусные детали, монтажные профили.

Сплавы, казалось бы, работают против извечного врага пайщиков алюминия - оксидной пленки - и они должны паяться хорошо. Однако сама пайка дюраля и силумина нарушает ценные свойства этих сплавов в местах соединения, что делает пайки непрочными и быстро разрушаемыми.

Поэтому паять алюминий нужно именно как таковой, а изделия из его сплавов можно попробовать спаять, но только там, где особых требований на механическую прочность вещей, которые паяются, не ожидается.

Порядок работ

Обычные этапы и средства пайки действуют и при пайке алюминия. Просто алюминий таков, что строже относится к выбору компонентов.

Пайка алюминия в домашних условиях требует:

• Достаточно мощного паяльника (60–100 и более Вт). Это связано с теплоемкостью и теплопроводностью алюминия. Этот металл очень сильно отводит тепло от места пайки.
• Применения дополнительных обрабатывающих поверхность металла материалов и инструментов: наждак, надфиль; медный купорос для лужения; железные или медные тонкие опилки.
• Использования специальных флюсов, обволакивающих поверхность металла, препятствующих немедленному окислению кислородом воздуха или растворяющих оксид в кислоте.
• Использования других веществ, создающих пленку на поверхности (солидол, машинное масло, жир паяльный, технический вазелин, аспирин, стеарин).
• Припоя на основе олова с цинком (8:2); олова с медью (99:1); олова с висмутом; ПОС 40; ПОС 60; припоя для пайки алюминия.
• Обязательного предварительного залуживания поверхности металла.
• Тщательной последующей промывки мест спайки в теплой воде для удаления остатков кислоты и флюса.

Флюсов для пайки алюминия продается великое множество - жидкие, пастообразные, карандаш, гель: Ф-34а, Ф-59А, ФТБф-А, Ф61А, Ф-63, ФТКА, Ф-64 и другие.

Спаиваемые поверхности необходимо очистить, обработать надфилем или наждачной бумагой. После этого нагреть и нанести равномерный слой флюса.

Лужение поверхности металла

Необходимо в горячем состоянии под слоем флюса нанести повреждения слою Al 2 O 3 , который после механической зачистки успел образоваться на алюминии, и одновременно с этим нанести слой припоя. Такими повреждающими элементами могут являться частички абразива, или тонкие железные или медные опилки, или кристаллики медного купороса, добавленные во флюс. Их следует, не дожидаясь высыхания или выгорания флюса, нанося паяльником слой припоя, втирать его жалом в поверхность. При производстве работ в доме или квартире необходимо помнить, что компоненты флюсов едкие и токсичные, от нагревания паяльником кипят и дымятся. Необходимо работать в проветриваемом помещении.

Припаивание

Паять медь и алюминий ничуть не сложнее, чем спаять алюминий с медью. Обе поверхности надо залудить, медь этому подвергается без особых сопротивлений, надо ее только почистить и проканифолить перед лужением. Медь с алюминием дают прекрасные сплавы, так же как и пайка алюминия оловом, это не представляет других трудностей, кроме преодоления оксидной пленки.

Провода, предварительно залуженные, свивают в скрутку, и она паяется так, чтобы припой запаял щели между проводами.

Предметы протяженные, например трубы или трубки, оловянные фляги, припаиваются к алюминию совершенно аналогично. Если припаивается мелкая деталь на широкую поверхность с большим рассеянием тепла (например, фляжку), то паяющийся участок можно дополнительно подогревать на газовой плите или горелке.

Возможно запаивать небольшие отверстия по следующему правилу: зачистить поверхность, залудить, немного остудить, положить на отверстие покрывающий кусочек олова или припоя, аккуратно паяльником или струей пламени от горелки добиться пропайки этого места.

Окончательная обработка

Итак, когда ответы на вопросы «как запаять?», «чем паять?», «что припаять?» остались позади, работа выполнена, то прежде чем любоваться на спаянное детище, нужно сделать окончательную доводку. При этом очищают паянное место от неровностей, аккуратно спаивают лишние капли припоя, после остывания слегка проверяют пайку на прочность. После пайки алюминия с применением материалов, содержащих химические реагенты, необходима хорошая промывка водой, протирание тканью, слегка пропитанной содовым раствором, и высушивание.

Домашним мастерам довольно часто приходится сталкиваться с проблемой ремонта, а также изготовления изделий из алюминия. Если с механической обработкой проблем нет (металл легко пилится, обтачивается и гнется), то процесс соединения частей между собой вызывает трудности.

О сварке речь не идет, это вопросы масштабного ремонта. Чаще всего приходится паять детали традиционным способом.

• Наиболее частая проблема – прохудившаяся посуда, или отвалившиеся части бытовой алюминиевой утвари. Склеивание подходит не всегда, из-за низкой термостойкости и плохой эстетики шва. Заклепки не могут обеспечить герметичность. Остается пайка алюминия оловом.
• Еще одна необходимость качественного соединения – электроприборы. Довольно часто приходится соединять алюминиевые проводники с клеммами, или просто поверхностью электрооборудования. Сращивание проводов также будет надежнее, если вместо скрутки будет прочная спайка.

Как и любой металл, алюминий можно и нужно паять. Он обладает хорошей пластичностью и теплопроводностью. А вот с адгезией есть проблема. На открытом воздухе металл моментально покрывается прочной пленкой окислов, которая мало того, что является теплоизолятором, на нее практически невозможно нанести припой.

Поэтому качественный флюс для пайки алюминия – первый помощник в работе. С его помощью, также можно припаять алюминий к другим металлам.

Общие принципы пайки алюминия в домашних условиях

Маленькие секреты. Если у вас под рукой нет специального флюса, можно воспользоваться абразивной защитой от моментального окисления поверхности:

• Энергично потрите место пайки кусочком кирпича. Образовавшуюся пыль не нужно сдувать. Наберите на жало паяльника большое количество обычной канифоли, и залейте ей место пайки прямо поверх кирпичной пыли. Затем облудите поверхность, сильно нажимая жалом паяльника на металл.

  Плоским срезом надо как бы втирать пыль в алюминий. Абразив сотрет тонкий слой окисла и обеспечит соединение с припоем. Можно использовать просеянный песок мелкой фракции.

• Еще один способ – использование железных опилок. Можно просто сточить толстый гвоздь среднезернистым напильником. Наливаем на место пайки жидкую канифоль и засыпаем опилками. Когда канифоль затвердеет – набираем припой на жало паяльника и интенсивно втираем его поверх опилок. Оловянное покрытие обеспечит моментальную защиту от окисления.

Использование трансформаторного масла

Пайка алюминия в домашних условиях, обычно выполняется паяльником.

Можно смешать паяльную пасту с трансформаторным маслом, и нанести ее на только что зачищенную поверхность. Затем также интенсивно потереть паяльником, пока не появится устойчивый слой припоя.

Важно! Подобные работы следует производить с вытяжкой, или в хорошо проветриваемом помещении. Перегретое масло выделяет едкий дым.

А есть более простой способ. Обрабатываем будущее место пайки с помощью мелкой наждачной бумаги. Затем без промедления наливаем масло.

Еще раз интенсивно трем поверхность наждачкой, после чего с усилием втираем разогретым паяльником припой.

Поддеваем слой олова тонкой отверткой, чтобы проверить прочность соединения. Если края припоя отрываются от алюминия – повторяем процедуру еще раз. После получения стойкого лужения, к этому месту можно припаивать как медный, так и алюминиевый провод.

Какой припой применяется для пайки алюминия

На выбор припоя влияет способ соединения алюминиевых деталей.

1. Если вы используете обычный паяльник – вам нужен материал с низкой температурой плавления. При электрических соединениях обычно используется традиционный припой. Это следующие виды сплавов: цинково-оловянный, медно-оловянный и висмутово-оловянный. Нам они более известны, как радиолюбительские припои серии ПОС.

   Эти сплавы легко плавятся, на них отводится мало тепла от паяльника (что немаловажно, учитывая высокую теплопроводность алюминия). К тому же, такой материал нетрудно купить по доступной цене. Однако соединения с помощью легкоплавкого припоя обладают малой прочностью. Такой способ годится лишь для электромонтажа.

   Если же вы припаяли носик к алюминиевому чайнику, или заделали прогоревшую дырку в кастрюле – под воздействием высоких температур соединение быстро разрушится.

   В крайнем случае, можно применить распространенный тугоплавкий припой ЦОП-40, состоящий из олова и цинка. Такое соединение достаточно хорошо держит температуру, но обладает невысокой прочностью на разрыв.

2. Для механически прочных соединений применяются тугоплавкие припои. К тому же, они не расплавятся при высокой температуре. В состав обязательно должен входить собственно алюминий.
   Наиболее распространены такие сплавы: алюминий-медь-кремний.

   Алюминий хорошо растворяется в остальных компонентах состава, и обеспечит соединение с заготовкой на молекулярном уровне. Медь добавит пластичности, а кремний сделает соединение прочным. Излюбленный припой домашних лудильщиков – отечественный состав 34А.

Более дорогой (это не означает прибавки в качестве) – импортный «Aluminium – 13». Преимущества таких припоев – ими можно качественно сваривать детали, которые затем работают под нагрузкой.

Конечно, до прочности дуговой сварки эти припои не дотягивают, но ремонт посуды с их помощью, дает хороший результат.

Однако припои на основе алюминия плавятся при температуре порядка 600° С. При помощи паяльника такого результата не достичь.

Для механически прочных и термостойких соединений применяется пайка алюминия газовой горелкой.

Обратите внимание

Несмотря на внешнюю схожесть и качество соединения, пайка с помощью горелки не имеет ничего общего со сваркой. Плавится только припой, базовый металл заготовки остается твердым во время всего процесса.

Преимущества пайки горелкой перед сваркой в среде аргона:

Как правильно паять с помощью горелки

Без подготовки места соединения не обойтись, как и при пайке паяльником. Металл следует очистить от грязи, отшлифовать до получения ровной поверхности. Затем надо закрепить детали с помощью любого кондуктора – будь то струбцины или тиски.

При работе с горелкой, алюминиевые заготовки разогреются по всей поверхности. А учитывая высокую теплопроводность металла – на деталях просто не будет места, за которое можно взяться рукой, даже в защитных перчатках.

Рабочая зона должна быть очищена от легковоспламеняющихся предметов и жидкостей. Обеспечьте интенсивное проветривание – даже без едких выделений, нагретые флюсы источают неприятный запах. Позаботьтесь о средствах пожаротушения.

Надо приготовить проволочный припой с запасом по длине. Вы не сможете использовать каждый прутик полностью, остается 10% длины на удержание припоя. А бросать нагрев, и идти за новой упаковкой – нерационально.

Важно! Более качественный шов получается при непрерывной пайке. Если вы прервали процесс (вынужденно), перед продолжением работ полностью прогрейте все место спайки, в том числе уже застывший припой. Тоже самое следует проделать при накладывании нескольких слоев. Сначала прогреваем застывший слой, затем кладем следующий.

Пламя горелки всегда направлено в сторону от вас. На его пути не должно быть никаких предметов.

Допускается изменение цвета алюминиевой заготовки до ярко-оранжевого. Металл не расплавится, а при нагреве до максимальной температуры припой будет ложиться более равномерно.

Обязательно использование флюса. Есть проверенные составы на основе хлоридов лития и калия, а также хлористого цинка. Это такие марки, как Ф-59А, Ф-61А, Ф-64А. Для более высокотемпературной пайки лучше использовать Ф-34А. В нем присутствует фторид натрия.

Флюс для пайки алюминия можно приготовить своими руками. Однако делать это не рекомендуется, поскольку в его состав обязательно входят едкие вещества. Лучше приобрести готовый состав в магазине.

Важно! Вдыхать пары флюса при пайке очень вредно. Воспользуйтесь респиратором или портативной вытяжкой.

Обычно пайку алюминия производят в рамках промышленных цехов. В домашних условиях эту процедуру провести достаточно проблематично, потому что после зачистки на поверхности металла почти сразу возникает оксидная пленка, которая и усложняет процесс. Однако не стоит расстраиваться, все-таки существует несколько способов пайки алюминия своими руками, когда пленка окислов, что покрывает деталь, разрушается непосредственно в момент проведения пайки.

Характеристика алюминия как металла

Алюминий характеризуется высокими показателями электро- и теплопроводности, коррозионной и морозостойкости, а также пластичности. Температура плавления этого металла составляет около 660 градусов по Цельсию.

Зависимо от уровня очистки, первичный алюминий бывает высокой или технической чистоты. Технический алюминий получают путем электролиза криолит-глиноземных расплавов. Другой вид алюминия, высокой чистоты, образуется после дополнительной очистки технического алюминия. Главное различие между высоокоочищенным и техническим алюминием связано с отличием в коррозионной устойчивости металла к некоторым средам. Естественно, чем больше степень очистки алюминия, тем алюминий дороже.

Важное свойство алюминия состоит в его высокой электропроводности, он уступает по этому показателю только серебру, золоту и меди. Сочетание высокой электропроводности и небольшой плотности делает алюминий серьезным конкурентом меди в области производства кабельно-проводниковой продукции. Длительный отжиг алюминия при 350 градусах улучшает проводимость металла, а нагартовка - ухудшает. Электропроводность алюминия доходит до 60-65% от проводности меди и растет с уменьшением содержания примесей.

Алюминий по теплопроводности уступает только меди и серебру, превышая втрое теплопроводность малоуглеродистой стали, что можно узнать и видео о пайке алюминия. Отражательная способность металла зависит от его чистоты. Отражаемость для фольги с присутствием алюминия 99,5% составляет 84%.

Алюминий сам по себе является химически активным металлом. Однако на воздухе металл покрывается тонкой пленкой окиси алюминия - около микрона. Обладая химической инертностью и большой прочностью, она защищает материал от окисления и определяет высокий уровень его антикоррозионных свойств во многих средах. Окисная пленка в алюминии высокой чистоты является сплошной и беспористой, имеет прочное сцепление с самим металлом.

Поэтому алюминий высокой чистоты очень стоек к неорганическим кислотам, щелочам, морской воде и воздуху. Сцепление алюминия с окисной пленкой в месте нахождения примесей заметно ухудшается, и эти места являются уязвимыми для коррозии. К примеру, по отношению к неконцентрированной соляной кислоте стойкость технического и рафинированного алюминия различается в 10 раз.

Применение алюминия и сплавов

Алюминий широко используется как конструкционный материал благодаря своим основным достоинствам — легкости, податливости штамповки, коррозионной стойкости, высокой теплопроводности, неядовитости его соединений. В частности, данные характеристики сделали алюминий популярным при изготовлении алюминиевой фольги, кухонной посуды и упаковки в пищевой промышленности.

Но металл из-за низкой прочности применяется исключительно для ненагруженных элементов конструкций в случаях, когда на первый план выносится электро- или теплопроводность, пластичность и коррозионная стойкость. Такой недостаток, как малая прочность, компенсируется путем сплавления алюминия с небольшим количеством магния и меди. Сплав называют дюралюминий.

Электропроводность алюминия вполне можно сравнить с медью, но алюминий при этом стоит дешевле. Поэтому этот материал широко используется в электротехнике для производства проводов, их экранирования и при изготовлении проводников в чипах в микроэлектронике. Внедрение в строительстве алюминиевых сплавов уменьшает металлоемкость, увеличивает надежность и долговечность конструкций при использовании в экстремальных условиях.

На современном этапе эволюции авиации алюминиевые сплавы выступают основными конструкционными материалами. Последнее изобретение — пеноалюминий, который ещё называют «металлическим поролоном», ему предрекают большое будущее. Однако у алюминия как электротехнического материала имеется одно неприятное свойство - сложность пайки алюминия из-за прочной оксидной пленки.

Особенности пайки алюминия

Проблемы, которые касаются пайки алюминия, можно объяснить тем, что поверхность данного материала покрыта тонкой, весьма прочной и эластичной пленкой окисла. Из повседневного знакомства с предметами из алюминия или его сплава у многих сложилось неправильное представление, что подобно благородным металлам алюминий не склонен к окислению в атмосфере. Окисная пленка, как и большинство прочих окислов, инертна и плохо смачивается расплавленным металлом, поэтому эту пленку при пайке необходимо предварительно удалить.

Удаление окисной пленки

Окисел не удается удалить механическими методами, потому что при соприкосновении поверхности алюминия с водой или воздухом он снова моментально покрывается пленкой окисла. Флюсы, как правило, не растворяют окись. Вот почему пайка алюминия и изделий, изготовленных из него, считается достаточно сложной задачей, а технология пайки алюминия отличаются во многом от технологии паяния других металлов.

Для механической очистки поверхности от окисла рекомендуется зачищать металл под пленкой масла, однако масло должно быть в этом случае совершенно обезвожено, для чего его рекомендуется прогревать на протяжении некоторого времени при температуре близко 150-200 градусов. Лучше всего использовать минеральные масла или вакуумные ВМ-4, ВМ-1.

Предлагается также способ зачистки поверхности при помощи грубых железных опилок, что растираются по поверхности металла под слоем канифоли или масла жалом паяльника вместе с припоем. В этом случае опилки выполняют функцию абразива, одновременно происходит процесс облуживания. Более надежную пайку алюминия можно получить, облуживая металл по подслою меди, что электролитически нанесен на поверхность материала.

Для тех же целей можно использовать и подслой цинка, что нанесен также, как в рецепте хромирования алюминия. Пленка окисла более надежно удаляется с помощью специальных активных флюсов. Хорошо сочетать процедуру механической обработки поверхности с использованием активных флюсов.

Пайка с использованием канифоли

Для спаивания двух проводов из алюминия их нужно предварительно залужить. Для этого покрывают конец провода канифолью, помещают на шлифовальную шкурку, что имеет среднее зерно, и прижимают горячим залуженным паяльником к шлифовальной шкурке. Также для пайки можно использовать раствор известной нам канифоли в диэтиловом эфире. Паяльник при этом не отнимают от провода и добавляют на залуживаемый конец канифоль.

Провод залуживается отлично, но все манипуляции нужно повторять несколько раз. После этого пайка алюминия в домашних условиях идет обычным чередом. Также хороший результат можно получить, если взять вместо канифоли минеральное масло для швейной машины и точных механизмов или щелочное масло, что предназначено для чистки после стрельбы оружия.

Паяют алюминий хорошо нагретым паяльником. Чтобы соединить тонкий алюминий, необходимо, чтобы паяльник имел мощность 50 Вт, для металла толщиной около 1 миллиметра и больше желательна мощность порядка 90 Вт. При пайке материала, что имеет толщину больше 2 миллиметров, место пайки предварительно необходимо прогреть паяльником.

Электрохимическая методика

Второй способ пайки алюминия состоит в том, что перед непосредственной пайкой поверхность (пластинку или провод) необходимо предварительно омеднить, используя самую простую установку для гальванического покрытия. Однако вы можете сделать проще. Зачистите место пайки шлифовальной шкуркой и нанесите на него аккуратно пару капель насыщенного медного купороса.

Далее подключите к алюминиевой детали отрицательный полюс источника тока (выпрямитель, аккумулятор, батарейка от карманного фонаря), а к положительному полюсу присоедините кусок медного провода без изоляции толщиной 1— 1,2 миллиметра, который находится в специальном устройстве.

Медный провод должен находиться в щетине зубной щетки таким способом, чтобы он не касался поверхности во время трения щетины - процедуры омеднения детали. Через определенное время на поверхности детали из алюминия в результате электролиза будет оседать слой красной меди, который лудят после промывки и сушки традиционным способом с помощью паяльника.

Как вариант, вы можете использовать при пайке алюминия своими руками вместо раствора купороса соляную аккумуляторную кислоту: необходимо капнуть немного вещества в место пайки и потом водить по контактной площадке медным приводом. Осаждение меди будет происходить быстрее, чем в первом варианте, но с кислотой следует обращаться осторожно.

Чтобы кислота не разъела лишний участок, его следует залить парафином или заклеить скотчем, оголив нужную площадь. Место пайки обязательно промывается тщательно водой. Таким образом, можно проводить надежную пайку алюминия и меди, а контактные площадки при этом будут иметь аккуратную форму.

Пайка алюминия припоями

При пайке алюминия припоем основная задача кроется в первоначальном покрытии поверхности металла слоем припоя и пайке деталей, что облужены припоем. Залуженные детали из алюминия можно спаивать не только между собой, но и с деталями, что изготовлены из других сплавов и металлов.

Вы можете производить паяние алюминия легкоплавкими припоями на основе цинка, олова или кадмия и тугоплавкими на основе алюминия. Припои легкоплавкие считаются удобными тем, что позволяют проводить процесс пайки алюминия оловом при низких температурах (150—400 градусов) и избежать тем самым существенного изменения первоначальных свойств алюминия.

Соединения алюминия, что спаяны легкоплавкими припоями, особенно это касается сплавов кадмия и олова, образуют нестойкую с коррозионной позиции пару и коррозионным разрушениям плохо сопротивляются. Наиболее надежными являются более тугоплавкие припои на основе алюминия, которые содержат медь, цинк и кремний.

Простейшим из них выступает сплав алюминия с кремнием (11,7%). Еще более надежный результат дает легкоплавкий сплав алюминия с 28% Сu и 6% Si. Пайку совершают обычным паяльником, его жало прогревают до температуры 350 градусов по Цельсию, с использованием флюса, который представляет из себя смесь йодида лития и олеиновой кислоты.

Пайка сплавов алюминия

Используя припой 34А и флюс 34А, вы сможете паять не только сам алюминий, но также определенные его сплавы. Пайке легче всего поддаются сплавы АМц и авиаль, сложнее — дуралюмин, В95, АК4 и литейные сплавы, которые имеют более низкую температуру плавления. Паять сплав В95 и дуралюмин припоем 34А можно исключительно при изготовлении мелких изделий и с большой осторожностью для избегания пережога или образования в процессе пайки расплавления металла.

Вследствие большого нагрева при пайке, сплав В95 и дуралюмин переходят в отожженное состояние, при этом наблюдаются потери не меньше 30% прочности материала в области пайки, а его прочность в случае пережога материала падает больше чем вдвое.

При нагреве также нужно учитывать риск коробления металла, поэтому пайку горелкой нагруженных и крупногабаритных деталей из сплава В95 и дуралюмина рекомендовать не будем. Пайку мелких изделий из дуралюмина также безопаснее и целесообразнее производить в печи, а не горелкой, где можно регулировать температуру пайки точнее и благодаря этому избежать коробления и пережога деталей.

Для снятия стойкой окисла Аl2О3 принято использовать особо активные флюсы. Самое широкое применение получили при пайке алюминия флюсы на алюминиевой основе, что известны под индексами НИТИ-18 и 34А. При употреблении флюса 34А стоит помнить, что он способен вызывать сильную коррозию металла, поэтому остатки флюса после пайки должны быть удалены.

Паяное изделие с этой целью нужно подвергнуть специальной обработке:

1. Промыть щетками в горячей воде (температура 70—80 градусов) на протяжении 15—20 минут;
2. Промыть в холодной проточной воде ещё 20—30 минут;
3. Обработать в растворе хромового ангидрида;
4. Промыть в холодной воде;
5. Просушить при температуре около 80—120 градусов по Цельсию в течение 20 минут - получаса.

Таким образом, чтобы спаять данный металл нужно запастись специальным оборудованием для пайки алюминия и выбрать один из методов пайки: паяние с механическим разрушением окисла или с химическим разрушением пленки.

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 (AL 2 O 3), 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.

Припой

Обычно в качестве основы легкоплавкого припоя используются: олово (Sn), свинец (Pb), кадмий (Cd), висмут (Bi) и цинк (Zn). Проблема в том, что алюминий в этих металлах практически не растворяется (за исключением цинка), что делает соединение ненадежным.

Применив флюс с высокой активностью и проведя должным образом обработку мест соединения, можно использовать припой на оловянно-свинцовой основе, но лучше отказаться о такого решения. Тем более, что паянное соединение на основе системы Sn-Pb обладает низкой устойчивостью к коррозии. Нанесение лакокрасочного покрытия на место пайки позволяет избавится от этого недостатка.

Для пайки алюминиевых деталей желательно использовать припой на основе кремния, меди, алюминия, серебра или цинка. Например 34A, который состоит из алюминия (66%), меди (28%) и кремния (6%), или более распространенный ЦОП-40 (Sn – 60%, Zn – 40%).

Заметим, что чем больше процентное содержание цинка в составе припоя, тем прочнее будет соединение и выше его устойчивость к коррозии.

Высокотемпературным считается припой, состоящий из таких металлов, как медь, кремний и алюминий. Например, как упомянутый выше отечественный припой 34A, или его зарубежный аналог «Aluminium-13» , в котором содержится 87% алюминия и 13% кремния, что позволяет осуществлять пайку при температуре от 590 до 600°С.

Флюс

При выборе флюса необходимо учитывать, что не каждый из них может быть активным к алюминию. Мы можем порекомендовать использовать в таких целях продукцию отечественного производителя – Ф-59А, Ф-61А, Ф-64, они состоят из фторборатов аммония с добавлением триэтаноламина. Как правило, на пузырьке есть пометка – «для алюминия» или «для пайки алюминия».

Для высокотемпературной пайки следует приобрести флюс, выпускаемы под маркой 34А. Он состоит из хлористого калия (50%), хлорида лития (32%), фторида натрия (10%) и хлористого цинка (8%). Такой состав наиболее оптимален, если производится высокотемпературная пайка.

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.

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

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.

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.

Алюминий относится к металлам, плохо поддающимся пайке. Это обусловлено его склонностью к образованию на поверхности изделий прочной плёнки окисла, препятствующей смачиванию детали расплавленным припоем.

Одна только механическая зачистка поверхности не помогает, так как новый окисел образуется мгновенно после снятия старого. По этой причине, для пайки алюминия применяют специальные флюсы и соблюдают особую технологию.

Обычно пайка алюминия применяется в тех случаях, когда соединяемые детали достаточно малы и применение аргоновой сварки невозможно, либо она отсутствует. Один из примеров применения пайки – соединение электрических проводов из разных материалов.

Нередко на практике приходится производить соединение медных и алюминиевых проводов. Выполнять такие соединения скруткой нельзя, так как эта пара металлов образует очаг электрохимической коррозии . В этом случае, отличным вариантом соединения может служить пайка алюминия с медью.

Такую операцию можно выполнить обыкновенным мягким свинцово-оловянным припоем, но при этом следует использовать специальный флюс для пайки алюминия. Процедура должна выполняться в следующей последовательности:

Полученное таким образом соединение можно смело заделывать в стену, прослужит оно очень долго.

Снятие оксидной пленки

Обычно при наличии хорошего флюса, специально предназначенного для пайки алюминия, применение каких-либо особых ухищрений не требуется, достаточно произвести механическую зачистку и смочить паяемую поверхность флюсом.

Также возможно применение алюминия. Используют соляную кислоту, в которой растворен цинк (паяльная кислота), применяют также флюсы на основе ортофосфорной кислоты.

Но если такой флюс отсутствует или в силу плохого качества не обеспечивает пайку, можно пойти другим путём. Есть несколько способов удаления окисной плёнки для успешного лужения заготовки.

В канифоли

Алюминиевый провод или другую деталь можно освободить от окисной плёнки, погрузив её в . Для этого можно либо расплавить её, либо приготовить спиртовой раствор.

Погрузив деталь в канифоль, острым ножом нужно соскоблить плёнку окисла. Слой канифоли препятствует доступу воздуха и образованию нового окисла. После этого деталь можно залудить, используя разогретый паяльник с припоем.

Абразивным порошком

При отсутствии флюса и канифоли пайку алюминия можно произвести следующим образом. Готовится паста, состоящая из порошка абразива и трансформаторного масла.

В качестве абразива можно также использовать мелкие металлические опилки. Заготовка покрывается данным составом, после чего натирается горячим паяльником с припоем.

В результате этого зёрна абразива или металлической стружки снимают плёнку, а поверхность тут же, без доступа воздуха смачивается припоем. После лужения изделие можно легко запаять.

Химический способ очистки

По сути, этот способ является не чем иным, как обмеднением алюминиевой поверхности. Выполняется он следующим образом.

Ту часть алюминиевой заготовки, которую предстоит покрыть слоем меди, смачивают раствором медного купороса. Затем берут источник постоянного тока, напряжением 4,5 вольта.

Это может быть батарейка или аккумулятор. Алюминиевую деталь соединяют с минусовым выводом источника питания. К плюсовой клемме присоединяют медный провод, конец которого запутывают в щетине зубной щётки.

В результате гальванической реакции поверхность алюминия покрывается тонким слоем меди, что позволяет её паять, как если бы это была медная деталь.

Разогрев детали

При пайке достаточно массивных деталей, мощности обычного электрического паяльника может не хватить, чтобы нагерть заготовку до нужной температуры.

Можно воспользоваться для разогрева алюминия в домашних условиях газовой горелкой. Для этой цели лучше использовать портативную горелку, питающуюся от маленького газового баллончика. При этом работать нужно очень аккуратно. Недопустимо перегреть основной металл до состояния, когда он начнёт плавиться.

Можно также применить комбинированный метод нагрева. Например, массивную алюминиевую деталь поместить на конфорку кухонной газовой плиты и зажечь малый огонь. В месте пайки можно орудовать электрическим паяльником.

Всё сказанное о способах пайки алюминия относится к различным сплавам на основе этого металла. Несколько обособлена только тема пайки силумина. Этот материал является сплавом алюминия, содержащим кремний (грубо говоря, песок).

Пайка этого сплава доставляет особые трудности. Попытки спаять силумин часто терпят неудачи.

Даже после, казалось бы, удачной пайки, оказывается, что соединение не обладает нужной прочностью и может разрушиться. Специалисты не советуют паять этот материал. Лучший способ соединения этого сплава – аргонодуговая сварка.

Высокотемпературный процесс

Промышленные способы алюминиевой пайки отличаются применением более твёрдых припоев, содержащих алюминий. Для применения такой технологии требуется заводское оборудование и наличие специальных флюсов.

Так, нагрев и пайка заготовок производится в специальных печах туннельного типа. Процесс пайки осуществляется в среде инертных газов при температуре, достигающей 600 ℃. Эта технология применяется при изготовлении алюминиевых радиаторов и теплообменников современных автомобилей.