Пайка алюминия

Алюминий относится к тем металлам, которые активно используются в промышленности. Он хорошо поддается механической обработке, имеет относительно низкий вес и высокую прочность, что и обеспечивает его большую востребованность в промышленности. При этом пайка алюминия осуществляется достаточно сложно, так как металл имеет не предрасполагающие к этому свойства. Здесь требуется не только припой для пайки алюминия, но и специальный флюс и использование особых технологий, которые должны обеспечить лучшие свойства сваривания. Наиболее часто производится пайка алюминиевых проводов и резонансных стабилизаторов напряжения.

Технология пайки алюминия

Естественно, что пайка алюминия не даст такого же высокого качества, как и сварка алюминия, но оно в таких случаях практически и не требуется, так как деталям практически не приходится сталкиваться с высокими механическими нагрузками. В зависимости от различных  способов применения данного процесса выпускают несколько разновидностей припоев, которые облегчают получение тех или иных свойств. Их подбор во многом определяет качество процесса, так как здесь нужно правильно подобрать температуру, чтобы металл не потерял свойства прочности из-за нагрева, а также смог принять вещества из присадочного материала, так как обладает низкой растворимостью по отношению к другим элементам. Пайка алюминия производится согласно ГОСТ 21930-76.

Температура пайки алюминия

Преимущества

• Процесс происходит достаточно быстро и просто, так что соединение можно получить в считанные минуты, даже с учетом процесса подготовки;
• Здесь не требуется воздействие высоких температур, которые могут испортить структуру металла;
• Пайка алюминия оказывается достаточно безопасным процессом;
• Соединение получается относительно высокой крепости, особенно, если спаивать приходится однородные детали;
• Возможность работы с тонкими заготовками, в частности с проводами, листами около 1 мм и так далее.

Недостатки

• Приходится сталкиваться с образованием оксидной пленки, температура плавления которой составляет более двух тысяч градусов Цельсия, и которую не разрушить без предварительной обработки и использования флюса, так ка она образуется практически мгновенно;
• Пайка алюминия далеко не всегда проходит удачно, так что соединения часто приходится переделывать;
• Температура плавления металла является низкой, поэтому, высокие нагревания не рекомендуется проводить, так как это может ухудшить свойства основного материала;
• При повышении температуры алюминия практически не меняет цвет, так что трудно отследить, когда он стал уже достаточно подогретым для пайки;
• Сложен выбор припоев для конкретной ситуации.

Свойства алюминия

Пайка алюминия во многом определяется свойствами данного металла. Так как он в расплавленном состоянии обладает высокой жидкотекучестью, то и при расплавлении припоя, который содержит его, получается, что материал слишком растекается по поверхности. Алюминий имеет низкую, как для металла, температуру плавления. Практически всегда на нем образуется пленка из оксидов, которые попадают на поверхность из атмосферы. Температура плавления ее в три раза превышает температуру плавления самого алюминия. Металл плохо принимает в себя другие элементы, так что при выборе припоя он должен максимально соответствовать составу сплава или самого металла, с которым ведется работа. Алюминий имеет низкую плотность, что и определяет его вес.

Свойства алюминия

Спаиваемость алюминия

Температура пайки алюминия является достаточно низкой, для чего используются легкоплавкие припои. Из-за этого соединение может оказаться не совсем прочным, так как самому алюминию и другим элементам из припоя сложнее соединится между собой при низком температурном воздействии, тогда как высокое может сильно навредить. Пайка алюминия и его сплавам относится к сложным процедурам из-за большого количества проблем, которые возникают во время них. Сильная подверженность температурному воздействию, постоянные проблемы с оксидной пленкой и высокая растекаемость расплавленного материала не способствуют беспрепятственному соединению деталей. Помимо правильно подобранных материалов и инструментов, пайка алюминия требует особой технологии проведения процесса.

Пайка алюминия и его сплавов

Принцип пайки

Первым процессом, который определяет технология пайки алюминия, это подготовка металла. На поверхности помимо оксидной пленки могут образовываться налеты из жира, масла и просто обыкновенные загрязнения, которые требуется ликвидировать. При работе с тонкими деталями следует применять наждачную бумагу, чтобы механически очистить поверхность, а потом следует воспользоваться растворителями, такими как ацетон и прочее.

Подготовка алюминия для пайки

Затем следует обработать жало паяльника, если используется именно этот инструмент, и поверхность заготовки при помощи флюса. Чаще всего здесь используются жидкие флюсы, но если применяются твердые, то их можно раздробить до порошкообразного состояния, чтобы равномерно распределить по всей поверхности спаивания.

Нанесение флюса при пайке алюминия

Когда паяльник будет разогрет до необходимого состояния, следует уже непосредственная пайка алюминия. Для этого припой подносится к источнику высокой температуры, в качестве которого выступает горелка или паяльник, и ставится между ним и заготовкой. После этого его следует расплавить, но делать это порционно, чтобы части расходного материала постепенно заполняли место спайки. В ином случае, из-за повышенной текучести, большая часть материала растечется по поверхности не в том месте, где нужно. При работе с горелкой требуется постоянно подогревать основной металл, что улучшает свойства сваривания.

Пайка алюминия паяльником

Таким образом, требуется дойти до конца места спайки. Температуру не стоит повышать, чтобы не расплавить уже спаянные части. Главным принципом получения качественного результата является равномерное распределение расходного материала, чтобы образовать однообразную структуру.

Способы пайки алюминия

Пайка алюминия соответствующими припоями. Это один из самых распространенных способов, который отличается простотой и низкой себе стоимостью. Он дает достаточно высокое качество соединения, в сравнение с другими способами. Здесь чаще всего применяются низкотемпературные припои, в которых имеется высокое содержание алюминия. Основным инструментом здесь выступает паяльник или горелка.

Ультразвуковая пайка алюминия. Данный процесс более сложный в техническом плане, но обеспечивает высокий уровень качества, так как здесь применяются передовые технологии. В домашних условиях он не применяется и используется только для ответственных деталей, которые могут подвергаться механическим нагрузкам. Этот способ сильно отличается от остальных.

Ультразвуковая пайка алюминия

Пайка алюминия карандашом. Это своеобразный метод, для которого используется специальный легкоплавкий сплав, который представлен в виде карандаша. Для работы с ним не требуется высокая температура, так как достаточно только подогреть место спайки, а потом и сам карандаш, после чего следует провести им по трещине, и его материал будет замазывать поверхность, как расплавленный припой. Эта пайка алюминия отлично подходит для домашних условий.

Пайка алюминия карандашом

Пайка алюминия пастой. Здесь применяется специальная паста, которая по сути является аналогом припоя. Она может распределяться по поверхности, которую нужно спаять. Затем паста подогревается и расплавляется, в результате чего и получается паяное соединение.

Пайка алюминия пастой

Материалы и инструмент

• Паяльник – основной инструмент для расплавления припоя. При его выборе в первую очередь стоит обращать внимание на мощность, так как от нее зависит, в каком температурном диапазоне будет работать инструмент.
• Газовая горелка – альтернатива паяльнику, благодаря которой пайка алюминия становится более регулируемой, так как в ней легче выставить мощность. С ее помощью также можно осуществлять подогрев металла. Здесь также нужно обращать внимание на мощность, но еще стоит рассмотреть имеющиеся дополнительные функции и режимы.
• Присадочный материал – зачастую это различного рода припои, которые должны обладать низкой температурой плавления и хорошо соединяться с алюминием или его сплавом, для чего нужно обращать внимание на состав.
• Флюс – улучшает спаивание материалов. В особенности он полезен, когда идет низкотемпературная пайка алюминия, так как он понижает температуру правления припоя, улучшает его смачиваемость и растекаемость.

Техника безопасности

Пайка алюминиевых труб и прочих металлических изделий требует выполнения всех правил безопасности. Следует обеспечить надежное проветривание помещения, так как испарение флюсов и припоя могут оказаться вредными для здоровья человека. Также не стоит оставлять горелку и паяльник включенными без надобности, так как есть риск возникновения пожара.