Пайка алюминия в домашних условиях паяльником, газовой горелкой

Один домашний способ, как паять алюминий паяльником

Нужно подготовить небольшую поверхность на алюминиевом изделии, просто зачистив её. На эту поверхность нанести несколько капель концентрированного раствора медного купороса. Алюминиевое изделие подключить, используя провод диаметром примерно 1 мм к источнику постоянного тока. Можно использовать алюминиевый провод. Другой медный провод свернуть так, чтобы получился небольшой диск. Другой конец этого провода подключить к «+» источнику постоянного тока.

В эту цепь можно последовательно включить обычную лампу накаливания на соответствующее напряжение. В качестве источника питания подойдёт трансформаторный выпрямитель от 3 до 12 вольт, аккумуляторная батарея или даже батарейка от карманного фонарика с напряжением 4,5 вольт.

После включения источника питания медный провод со свёрнутым диском подносится к месту пайки на небольшое расстояние и опускается в нанесённый ранее раствор медного купороса. Касаться самого алюминиевого изделия не нужно, ток должен течь через медный купорос. Загорается лампочка, и происходит электролитическое осаждение меди на поверхность алюминия. Через некоторое время медный купорос может закипеть и испариться. На его месте останется осаждённая медь. Потом этот участок можно залудить обычным способом и припаять к нему медный провод.

Как удалить оксидную пленку

Пленку с поверхности металла удаляют несколькими способами, наиболее эффективными являются химический и механический. Оба метода для работы требуют безвоздушной среды, в которой нет кислорода.

Химический метод основан на осаждении на поверхности заготовки цинка или меди путем электролиза. На место, подготовленное к пайке, наносят медный купорос в виде концентрированного раствора. К чистому участку металла прикрепляют минусовую клемму аккумулятора или другого источника питания. Один конец медной проволоки подключают к плюсовой клемме, другой опускают в раствор на поверхности алюминия. В результате электролиза медь или цинк тонким слоем оседает на алюминии и крепко к нему прилипает. Теперь можно производить пайку алюминия оловом.

Для удаления оксида используют масляную пленку. Для этого способа лучше брать масло синтетическое или трансформаторное с малым содержанием воды. Другие виды масел нужно подержать при температуре +150…+200°С, вода испарится. При более высокой температуре содержимое начнет разбрызгиваться. Обезвоженное масло наносится на поверхность алюминиевой детали. Наждачной бумагой нужно под нанесенным слоем потереть алюминий для удаления оксида.

Наждачную шкурку заменяют скальпелем, зазубренным жалом паяльника или железной стружкой, полученной из натертого напильником гвоздя. Стружку насыпают на масло и жалом паяльника трут по поверхности, сдирая оксидный слой. Массивную деталь желательно подогреть горячей воздушной струей. Припой паяльником погружается в масляную капельку и растирается по месту пайки. Для лучшего прохождения процесса пайки добавляется канифоль или другой флюс.

Для пайки алюминиевых проводов созданы флюсы на основе ацетилсалициловой или ортофосфорной кислоты, солей борной или натриевой кислоты. Канифоль применяется редко, она малоэффективна в случае с алюминием. Флюсы применяются при пайке проводов, кастрюль и других вещей.

Технологические подходы для пайки алюминия

Технология пайки алюминия с флюсом практически ничем не отличается от соединения других металлов.

Весь процесс пайки алюминия припоем можно разделить на следующие этапы:

Подготовка поверхности. Перед тем, как паять алюминий следует зачистить и обезжирить соединяемые части.
Установка изделия в рабочее положение. Для выполнения данного этапа могут потребоваться тиски или третья рука.
Нанесения флюса на место пайки.
Прогрев изделия при помощи электрического паяльника или газовой горелки.
Нанесение припоя или паяльной пасты на необходимые участки. Для этой роли подойдет цинковые или медные припои. Иногда могут понадобиться высокотемпературные припои, обеспечивающие хорошую механическую фиксацию изделия.

Обратите внимание! Процесс соединения алюминиевых изделий должен производиться в хорошо проветриваемом помещении, поскольку при плавлении припоя выделяются ядовитые соединения металлов. Схема пайки алюминиевых труб

Схема пайки алюминиевых труб.

Важно помнить, что при пайке бесфлюсовым припоем следует осуществлять чиркающие движения паяльником, дабы обеспечить взаимодействие компонентов припоя и металла. Проведение работ при помощи специального паяльника со скребком даст хороший результат в таких случаях:

Проведение работ при помощи специального паяльника со скребком даст хороший результат в таких случаях:

пайка алюминиевой посуды;
пайка алюминиевых проводов;
пропай поверхности, не подверженной сильным механическим нагрузкам;
соединение мелких деталей.

Пайка массивных алюминиевых деталей и толстых стержней должна проводиться при помощи сварки или горелки. Сварка не всегда подходит из-за высокой температуры дуги, расплавляющей металл. Поэтому, большинство специалистов предпочитают использовать горелки.

Наилучший эффект достигается при непрерывной пайке горелкой. Если, по какой-то причине процесс пайки пришлось остановить, следует полностью прогреть весь шов, дабы обеспечить равномерное распределение припоя и избавиться от не пропаянных мест.

Процесс пайки алюминиевых стержней при помощи горелки подразделяется такие этапы:

Очистка металла от грязи и подготовка поверхности, путем шлифовки.
Разогрев всей поверхности массивных изделий при помощи горелки.
Удаление всех легковоспламеняющихся материалов с рабочего места.
Включение вытяжки для нейтрализации едких испарений припоя.
Подготовка проволочного припоя.
Подготовка флюса марок Ф-59А, Ф-61А или Ф-64А.

Допускается прогрев металла до ярко-оранжевого цвета. В таком виде металл не плавится, а припой ложится максимально равномерно.

Паяные при помощи горелки изделия имеют более качественный шов и могут похвастаться хорошими механическими свойствами.

Флюс для пайки алюминия.

Наиболее сложным и в то же время качественным методом соединения алюминиевых изделий является сварка. Данный способ затрудняется из-за низкой температуры плавления металла.

Квалифицированные специалисты чаще всего сваривают алюминиевые изделия следующими методами:

сварка при помощи электродов с покрытием;
сварка с использованием защитного газа.

Первый вариант сварки имеет следующие недостатки:

низкая прочность сварного шва;
сильное разбрызгивание металла при варке;
плохая отделимость шлака от шва.

Сварки в атмосфере из инертного газа не обладает заметными недостатками и считается наилучшим методом соединения алюминиевых деталей.

Пайка металла обычным паяльником

Как указывалось выше, паять алюминий, используя легкоплавкие припои, можно при помощи обычного и всем знакомого паяльника. Единственное условие — мощность инструмента должна быть достаточной для прогрева спаиваемых деталей до необходимой температуры.

Для пайки алюминия подойдет любой паяльник.

Если вы умеете работать паяльником, то никаких проблем с пайкой алюминия у вас не будет (ну или почти не будет). Зачищаете детали, покрываете соответствующим флюсом и спаиваете. Неплохо на место пайки, смазанное флюсом, добавить немного мелкого абразива, который поможет очистить спаиваемые поверхности от оксидной пленки.

Читать также: Газовая горелка для ремонта мягкой кровли

Если в вашем распоряжении нет паяльника достаточной мощности, то спаиваемые детали можно параллельно подогревать горелкой (несильно) или даже пламенем газовой конфорки.

Некоторые электрики вообще умудряются паять алюминий «тем, что есть», причем в смысле электрической прочности качественно паять. Вы тоже можете воспользоваться этим методом при соединении, к примеру, двух алюминиевых проводов. Для этого вам понадобится:

любой абразивный порошок, например, мелкий песок;
обычное машинное масло (лучше ружейное).

Насыпаете абразив на плоскую поверхность, капаете масло, погружаете в состав зачищенный алюминиевый провод и, взяв на жало припой, «натираете» им этот самый провод. Абразив обдирает оксид, масло предотвращает появление новой пленки, а припой надежно покрывает алюминий полудой.

Единственный недостаток такого метода — низкая механическая прочность соединения, поэтому перед тем как окончательно спаять проводники, их после лужения надо скрутить. Электрическая же прочность такой паки великолепная, так что если ее не разорвет механически, то простоит она десятки лет.

Отличия технологии при использовании флюса

Благодаря достижениям современной науки и техники, получены составы флюсов для алюминия, которые активно растворяют оксидную пленку и защищают материал от дальнейшего окисления.

Примерами таких препаратов могут служить составы с маркировкой Ф-59А и Ф-61А. Буква А означает, что эти составы предназначены для пайки алюминия.

При использовании этих флюсов пайка алюминиевых проводов значительно облегчается. Достаточно просто обработать флюсом уже готовую скрутку, даже не нагревая ее, а потом, прогрев паяльником или горелкой, наложить припой.

Он растечется по всей поверхности проводов и хорошо прилипнет, обеспечивая прочное и электропроводное паяное соединение.

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.

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.

Аппарат для сварки

Главная особенность технологии сварки медных проводов – это интервал времени в одну – две секунды. Если процесс длится дольше, тепло успевает достичь основания скрутки. Следствием этого становится нагревание и разрушение изоляции. По этой причине сварочное приспособление должно обладать достаточной электрической мощностью. Минимальное значение 500…1000 Вт. А для оптимального поджога дуги напряжение рекомендуется выбирать от 25 до 36 В.

Качество сварки существенно зависит от качества напряжения. Переменное напряжение – это просто с технической стороны, однако и результат получается наихудшим. Но это в теории сварки, когда надо держать дугу и варить качественный шов. А для процесса, который длится всего пару секунд, нет смысла, как говорится, городить огород. Для всех форматов проводов, применяемых для электропроводки, двухкиловаттный трансформатор со вторичной обмоткой 36 вольт – это оптимальный вариант.

Сварочное приспособление на основе трансформатора

Очень хороший результат можно получить, используя два автомобильных аккумулятора, которые соединены последовательно. Они в пределах половины разрядки дают токи существенно большие в сравнении с трансформаторами аналогичной массы. Учитывая то, что сварку можно делать в помещении, к которому не подведено электричество, аккумуляторный вариант получается вне конкуренции. А поскольку эти батареи можно применять и в автомобиле, и для точечной сварки, пожалуй, имеет смысл потратить деньги именно на них, а не на специализированный мощный трансформатор.

При выборе сварочного приспособления рекомендуется соблюдать такие соотношения между сечением провода скрутки и силой тока при напряжении холостого хода 25 В:

1,5 кв. мм > 70 А,

2,25 кв. мм > 80 А,

2,5 кв. мм > 100 А,

5,0 кв. мм > 120 А.

Припой, его назначение и критерии выбора

Припой – материал, используемый для соединения металлических деталей или заготовок, а также для восстановления целостности поверхности. Температура его плавления ниже, чем у алюминия и разделяется на:

низкую;
среднюю;
высокую.

Основное признание получили составы, работающие при средней и высокой температуре, потому что соединения, созданные на их основе, отличаются прочностью и долговечностью. Низкотемпературные припои могут разрушаться при перегревании изделия, поэтому применяются для спайки объектов, не предусматривающих значительного нагрева.

Составы, содержащие такие компоненты, как кремний, медь, алюминий, цинк, наиболее подходят для пайки алюминия. Среди них можно отметить ЦОП-40, 34А или импортный Aluminium 13.

Прочность соединения и его сопротивляемость коррозии находится в прямой зависимости от процентного содержания цинка в составе припоя.

https://youtube.com/watch?v=FAdqIPx-lKI

Сварка алюминия в домашних условиях

Необходимость в создании соединения сложно свариваемых металлов может возникнуть не только на производстве, но и в частной сфере. Сварка алюминия в домашних условиях проводится часто, несмотря на все свои сложности, так как сам металл активно используется в промышленности и многие изделия выполняются именно из него. Таким образом, при ремонте мастерам приходится часто с ним сталкиваться. Главной сложностью этого процесса является то, что дома очень сложно создать все необходимые условия, чтобы процесс происходил также, как и на предприятии. Соответственно, качество соединения может пострадать.

Примитивная сварка алюминия

В основном, здесь используется более простое оборудование, так как сварочный инвертор, который применяется для аргонодуговой сварки, вместе с баллонами самого аргона, будет иметь достаточно высокую стоимость, как для частных лиц. Тем не менее, проблемы свариваемости алюминия никуда не деваются, поэтому, нужно все также бороться с напряжением металл, подбирать средства для разрушения оксидной пленки. Одной из основных проблем становится высокая жидкотекучесть металла в расплавленном состоянии, что усложняет сваривание в различных положениях, особенно, в потолочном.

Инструменты и принадлежности

Пайка, как и любой другой технический процесс, подразумевает использование определенных инструментов и принадлежностей. Инструментов понадобится немного: паяльник, нож, пассатижи, напильник, наждачная бумага. Принадлежностей и того меньше – достаточно паяльного флюса и спирта или бензина. Тем не менее все это является важными составляющими процесса и к выбору того и другого необходимо отнестись исключительно серьезно. Именно от качества паяльника и наличия нужных принадлежностей к нему будет зависеть как механическая, так и электрическая надежность паяного соединения.

Оборудование и материалы

Для выполнения работ по спаиванию алюминия необходимо определённое оборудование и расходные материалы. От качества материалов, применяемых при пайке, зависит прочность соединения. Приспособления и материалы, которые понадобятся при работе, перечислены ниже.

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

Газовая горелка

Одним из главных приспособлений при проведении процесса является газовая горелка. Может применяться как мощное устройство, так и небольшое устройство. Приспособление осуществляет подачу газа под высоким давлением. Содержимое баллона на выходе из устройства смешивается с воздухом и воспламеняется. С помощью регулировки давления на выходе из приспособления можно задавать необходимую температуру пламени.

Приспособление осуществляет нагрев поверхностей металла. Оказывая температурное воздействие, пламя расплавляет присадочную проволоку и позволяет припою растечься в месте соединения деталей.

Портативная многофункциональная газовая горелка

Газовый баллон

Газовый баллон является герметичной ёмкостью для хранения газообразных веществ. Для проведения процесса можно использовать баллоны различного объёма. Во избежание взрыва, ёмкость следует устанавливать на безопасном расстоянии от места проведения работ.

Шланг и зажимы

Для подачи вещества из баллона к устройству используется гибкий резиновый шланг. Он должен отвечать требованиям безопасности. Запрещается использовать шланги с нарушенной герметичностью, так как это может привести к утечке вещества. Шланг крепится к горелке и баллону специализированными хомутами.

Редуктор

Для обеспечения безопасности во время проведения процесса необходимо подключать оборудование к баллону через редуктор. Он предотвращает возникновение обратного удара пламени. Редуктор устанавливается на выходе из баллона, и является обязательным приспособлением при подключении.

Пропановый редуктор для газовой горелки

Флюс

Для получения качественного соединения следует использовать специализированный флюс. Его состав может отличаться, в зависимости от разновидности выполняемых работ. Это вещество способствует быстрому расплавлению присадочной проволоки и очищению поверхности от оксидной плёнки.

Флюс для пайки

Присадочная проволока (припой)

Применяемый припой может быть различным, в зависимости от вида работ. Состав и диаметр присадочной проволоки определяется исходя из физических характеристик металла заготовок

При выборе припоя следует обратить внимание на температуру его плавления. Она должна быть ниже, чем у металлической детали

Средства защиты

Во избежание получения травм, нужно использовать средства индивидуальной защиты. К ним относятся перчатки и защитные очки. Перчатки защищают руки оператора от ожогов. Защитные очки применяются для защиты глаз работника от попадания мелких абразивных частиц.

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.

Пайка алюминия паяльником и газовой горелкой

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:

при контакте с воздухом на поверхности алюминиевой детали образуется химически стойкая и тугоплавкая оксидная пленка (AL₂O₃), в результате чего создается препятствие для процесса лужения;
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.

Пайка алюминия с медью оловом и канифолью

Пайка электрических проводов с помощью паяльной кислоты запрещена в ПУЭ. Это связано с тем, что эта кислота полностью не сгорает при пайке. В результате место соединения проводов со временем разъедается кислотой, образуются окиси, которые нагреваются при прохождении тока и могут вызвать возгорание изоляции. К таким кислотно содержащим флюсам относятся специальные флюсы для пайки алюминия, в том числе и Ф 64.

Так как же паять алюминий с медью, чтобы соединение было качественным и долговечным. По сложности метод лужения алюминия оловом и канифолью даже легче, чем лужение алюминия флюсом Ф 64. Но качество и надежность при лужении в канифоли будет высоким. При лужении алюминия в канифоли нужно сделать или подобрать низкую ванночку для жидкой канифоли (канифоль 60% и спирт 40%).

Флюсы для пайки алюминия

Заполняют ванночку жидкой канифолью так, чтобы провод утопал в ней с изоляцией на 5-10 мм. Очищенный от изоляции провод кладут в канифоль и острым ножом (удобно скальпелем) снимают плёнку окиси с алюминиевого провода, не вынимая его из ванночки. То есть под канифолью защищают провод по всей его длине со всех сторон. Под канифолью пленка на очищенных местах алюминиевого провода не образуется, так как нет соприкосновении с кислородом.

Теперь берут разогретой паяльник с припоем мощностью не менее 60 Вт и опустив его на оголенный и очищенный от окиси провод, у самой поверхности канифоли, понемногу прокручивают и вытаскивают уже облуженные участки провода. Суть метода заключается в том, чтобы провод облуживался у самой поверхности жидкой канифоли. Чтобы зачищенные участки провода от окиси не могли соприкасаться с воздухом.

Паяльник может быть временами погружен на 2-3 мм в канифоль. Немного облудив провод поднимите паяльник, чтобы он вновь нагрелся. Да в начале, будет много дыма, поэтому лучше учиться паять на улице или в помещении с хорошей вентиляцией. После нескольких попыток у вас выработается своя техника лужения и появится небольшой опыт.

Вы определитесь с положением паяльника, скорость лужения провода увеличится, то есть появится навык, и уменьшится количество дыма. Зато провод будет облужен идеально. Далее, как обычно, скручивают провода и так же паяют их небольшим количеством припоя.

Остатки канифоли на пропаянной скрутке проводов смывают кисточкой со спиртом. Недостаток такого метода — это невозможность пайки в труднодоступных местах. Для таких случаев, лучше использовать другие методы безопасных соединений алюминия с медью.

Помогла вам статья?

ДаНет

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

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

Пайка алюминия в домашних условиях