Флюс для сварки алюминия газовой горелкой

Пайка алюминия газовой горелкой

Автор: Игорь

Дата: 11.07.2016

• Статья
• Фото
• Видео

Потребность в спаивании различных деталей возникает как в домашних, так и в промышленных условиях, так как данный процесс можно отнести к мелкому ремонту, хотя нередко приходится сталкиваться и с более масштабными процедурами. Дело в том, что различные виды и способы сварки металла не всегда могут предоставить результат достойного качества, а также не всегда являются подходящими. Поэтому, пайка алюминия газовой горелкой является вполне востребованным методом, который все же имеет ряд своих особенностей, которые придется освоить новичкам. Дело в том, что спаиваемость этого металла не так хороша, как у других разновидностей, но пайка становится более предпочтительной, так как при сильном нагревании металл меняет структуру и сварка портит его свойства, поэтому не всегда можно использовать сварку. Для поддержания качества следует использовать все имеющиеся дополнительные средства, которые предоставляет инфраструктура, разработанная за долгое время.

Пайка алюминия газовой горелкой

При работе с алюминием возникают проблемы в борьбе с оксидной пленкой, которой металл покрывается за относительно небольшой промежуток времени, так что может появиться даже после предварительной обработки. Пайка горелкой заметно отличается от пайки паяльником и считается более удобным процессом, так как тут можно регулировать температуру и мастер получает больше возможностей для деликатной обработки поверхности, причем как тонкого, так и толстого металла. Нередко в это время используются дополнительные флюсы и различные средства обработки. Пайка алюминия в домашних условиях газовой горелкой облегчает предварительное прогревание металла и расплавку дополнительных расходных материалов.

Пайка алюминия своими руками

Естественно, что для получения качественного соединения требуется опыт работы, так как алюминий относится к легкоплавким металлам, а соответственно, его припои имеют высокую растекаемость. При неправильном подходе материал просто растечется по поверхности, так и не заполнив шов соединения, не говоря уже о заделке дыр, где требуется настоящее мастерство. Здесь же очень важным моментом является подбор присадочного материала, так как для каждого вида пайки он требуется свой припой. Из алюминия может создаваться как корпус механизма или какой-либо толстой герметичной емкости, так и обыкновенные провода. Пайка алюминиевых проводов при помощи горелки проходит более легко за счет удобного регулирования температуры пламени и его интенсивности.

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.

Недостатки

• Подготовка к работе занимает более длительный отрезок времени;
• Себестоимость процесса спаивания становится более высокой;
• Работа становится менее безопасной, так как емкость, в которой находится газ, может взорваться, если на нее будет воздействовать открытый источник огня, или же шланги могут пропускать газ, что также нанесет вред организму;
• Оборудование для работы является более дорогостоящим.

Материалы и инструмент

• Основным инструментом является газовая горелка, которая пропускает через себя газ под давлением. Во время горения он расплавляет металл припоя и действует, как главная сила температурной обработки. За счет регулировки подачи давления определяется общая температура пламени.
• Емкость с газом, которая может быть представлена небольшим баллоном. Здесь находится расходный горючий материал, который должен быть надежно изолирован от внешнего воздействия.
• Шланг для соединения горелки и баллона. Его самого, а также соединения, следует всегда проверять на целостность перед использованием.
• Припой для пайки алюминия, который выбирается согласно той разновидности процедур, с которыми будет взаимодействие. Когда идет пайка алюминия газовой горелкой присадочная проволока выбирается по составу основного металла.
• Флюс для улучшения свойств спаивания. Он преимущественно используется для толстых заготовок, но также используется и для пайки различных сортов металла, таких как пайка алюминия со сталью газовой горелкой, или особо сложных случаев.

Температура плавления проволоки всегда должна быть ниже температуры плавления основного металла.»

Пошаговая инструкция

1. Для начала проводится подготовка поверхности металла, для чего осуществляется предварительная зачистка поверхности детали мелкой металлической щеткой или наждачной бумагой. Также нужна обработка растворителем, который поможет ликвидировать налеты жира и масла, убрать оксидную пленку и прочие негативные эффекты.
2. Затем необходимо обработать всю поверхность, где будет проходить пайка, флюсом. Это поможет улучшить свойства спаивания, текучесть и смачиваемость материала.
3. После нужно прогреть заготовку при помощи горелки, чтобы припой смог лучше расплавиться и растечься по поверхности.
4. После этого уже можно приступать к спаиванию, поднеся припой или присадочную проволоку к поверхности заготовки и зажечь горелку. Обрабатывая пламенем горелки расплавить материал, чтобы он растекся по поверхности и застыл там. Накладывание нескольких слоев может проходить в несколько этапов.
5. В конце, когда расходный материал заполнит все трещины и выемки, образуя ровную поверхность, нужно дать остыть и проверить качество соединения.

Пайка алюминия горелкой

Если толщина детали более 4 мм, то следует заняться разделкой кромок, так как алюминий иначе не пропаяется.»

Режимы пайки горелкой

Толщина заготовки, мм

Техника безопасности

Перед каждым использованием газовой техники нужно проверять целостность и исправность работы газового баллона, шлангов и прочих. Баллоны нужно держать максимально далеко от открытого пламени. Вблизи рабочего места не должно быть никаких легко воспламеняемых предметов, а также горючих вещей.

Особенности пайки алюминия газовой горелкой

Существует несколько способов соединить детали из алюминия. Одним из таких способов является пайка алюминия газовой горелкой. При использовании этого метода можно надёжно скрепить заготовки различной толщины. Пайка алюминия газовой горелкой широко применяется как в промышленных условиях, так и в быту. Как и другие методы соединения, пайка имеет определённые преимущества и недостатки.

Плюсы и минусы пайки

Спаивание алюминия при помощи газовой горелки имеет ряд достоинств. К ним относятся:

• Качество работ. Использование горелки даёт возможность получить качественный шов, соединяющий между собой металлические детали.
• Простота в использовании. Осуществлять прогрев поверхностей газовой горелкой сможет даже человек, не имеющий определённого опыта.
• Универсальность. Возможность регулировки интенсивности пламени исключает необходимость использовать одновременно несколько паяльников.
• Мобильность. В отличие от пайки алюминия электрическим паяльником, нет необходимости подключать оборудование к сети питания.
• Равномерный прогрев. Можно осуществлять прогрев поверхностей заготовок одновременно с флюсом и припоем.
• Экономия времени на подготовку оборудования. Пайку алюминия можно выполнять сразу после подключения приспособления к газовому баллону.

Строение атмосферной газовой горелки

При всех этих достоинствах такой метод спайки алюминия имеет и определённые недостатки:

• Высокая стоимость. Для пайки алюминия газовой горелкой применяется дорогостоящее оборудование.
• Риск возникновения пожара. Открытое пламя, при нарушении техники безопасности во время работы, может привести к возгоранию.
• Низкая скорость выполнения работ (по сравнению со сваркой алюминия).
• Необходимость в индивидуальных средствах защиты.
• Высокая взрывоопасность. Утечка газа может привести к взрыву.

Технология процесса во время выполнения работ

При спаивании алюминия на поверхностях деталей образуется оксидная плёнка. Если выполнять пайку, не удалив предварительно оксидную плёнку, шов не будет иметь необходимую прочность. Плёнка образуется на поверхности металла очень быстро, поэтому от неё не удастся избавиться путём механической очистки заготовки.

Угол наклона горелки во время пайки алюминия

Для удаления оксидной плёнки применяются специализированные флюсы. Они блокируют доступ кислорода к месту пайки. Флюсы, применяемые при пайке алюминия, способствуют быстрому расплавлению присадочной проволоки и лучшему её сцеплению с деталями. Существует возможность подготовить металл к спаиванию при помощи химических веществ. В таком случае предварительно изготавливают раствор и наносят его на заготовки.

После механической очистки и химической обработки алюминия заготовки нагреваются до высокой температуры. Степень нагрева регулируется интенсивностью пламени. На разогретое место соединения подаётся присадочная проволока. Её температура ниже, чем у спаиваемого металла. Припой расплавляется, и заполняет все неровности и микропоры, находящиеся на поверхности. По мере остывания припой отвердевает, создавая при этом прочный шов.

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.

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

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.

Подготовка и выполнение процесса

Подготовка заготовок

Перед началом процесса места спаивания необходимо очистить от грязи, окислений и других посторонних наслоений. Сделать это можно механическим способом, применяя наждачную бумагу или металлическую щётку. Затем, используя специализированные химические составы, материал очищается от жирового налёта и оксидной плёнки. В качестве очистителя можно применять ацетон или растворитель.

Восстановление деталей пайкой

Пайка

Первым шагом при спаивании деталей на места соединения наносится флюс. Затем, при помощи газовой горелки, заготовки нагреваются до необходимой температуры. Степень нагрева должна быть такой, чтобы можно было расплавить присадочную проволоку до жидкого состояния.

На нагретые детали подаётся припой. Он должен полностью расплавиться и растечься, заполнив все неровности и поры на поверхностях. При необходимости накладываются несколько швов. После растекания припоя деталям следует дать время полностью остыть. Остывшее соединение пригодно для использования.

Пайка алюминиевой трубы газовой горелкой

Итак, пайка является одним из способов соединения алюминиевых деталей. При правильной подготовке поверхностей заготовок и выполнении технологических требований этот метод позволяет получить шов высокой прочности с применением минимального количества оборудования. Производить процесс спайки, таким образом, без труда можно в бытовых условиях.

Видео: Как обычной турбогорелкой паять алюминий

Все о флюсе для пайки алюминия

В отличие от спаивания деталей из других металлов и сплавов соединение алюминия при помощи пайки является наиболее трудновыполнимым. Оно требует специальных флюсов.

Особенности

Флюс для пайки алюминия существенно отличается от составов, используемых для паяния меди и стали. Для него применяются реагенты, легко растворяющие окисную плёнку на поверхности алюминиевой детали, препятствующую пайке.

По сравнению с цинком и железом алюминий более активен – за считаные секунды тщательно зачищенная алюминиевая деталь образует новую оксидную пленку. Причем последняя не менее плотная, чем только что счищенная. Чтобы при зачистке алюминиевой детали не допустить образования новой оксидной пленки, и нужен слой флюса, закрывающий доступ к алюминию кислорода из воздуха.

В отличие от меди и стали алюминий обладает низкой температурой плавления – всего 660 градусов. Из-за этого перегрев алюминия чреват уменьшением прочности самой детали. Нагрев алюминия до 300 градусов приводит к уменьшению устойчивости детали или всей конструкции, на которой производится пайка.

Алюминиевые сплавы по сравнению с чистым алюминием плавятся при температуре менее 600 градусов. Чтобы этого избежать, применяются более низкотемпературные припои, содержащие олово, кадмий, висмут и индий. За слишком низкотемпературную пайку пользователь расплачивается неудовлетворительной прочностью паяного соединения. Поэтому в припой, предназначенный для пайки алюминия, вводят цинк, хорошо растворяющийся в алюминии.

Соединение на основе цинксодержащего припоя удаётся более прочным – сам цинк плавится при 420 градусах.

Распространённые виды

Имея в наличии специальный высокотемпературный паяльник и такой же припой, алюминий можно спаять, к примеру, с использованием канифоли.

Канифоль

Хотя канифоль является простейшим органическим флюсом, такой способ пайки требует отсека, из которого откачан воздух. Самостоятельно в домашних условиях спаять алюминий в безвоздушной среде весьма затруднительно. Жало паяльника обработано так, что на его конце имеется специальная канавка, облегчающая зачистку алюминиевой проволоки.

Порошковые

Чтобы избежать данных затруднений, и придуманы высокоактивные флюсы. Один из таких видов – порошковый состав. Пайка с его помощью требует паяльной лампы – газовой горелки, создающей концентрированный, узконаправленный поток пламени. Но отдельно вводить кислород в пламя запрещается – флюс быстро выгорает, а на спаиваемых деталях в точке соединения образуется новая окисная пленка.

Простейшие порошковые флюсы – лимонная и ацетилсалициловая кислоты. При пайке они выделяют большое количество паров, содержащих органические соли на основе этих кислот. Вдыхание этих паров небезопасно. Альтернатива – высокотемпературный порошковый флюс на основе натриевой соли борной кислоты: только при температуре свыше 700 градусов он приобретает вязкость, и его применение для алюминиевых сплавов весьма ограничено.

Паяльный жир можно измельчить в порошок. Он изготавливается на основе любого тугоплавкого жира, технического вазелина, парафина и иных органических реагентов, сохраняющих твёрдость при комнатной температуре. В качестве основных неорганических реагентов – вода, «очищенная» от ионов, хлорид цинка и хлорид аммония.

Жидкие

Жидкий флюс часто содержит в себе минеральную кислоту либо соль на её основе. Испарение этого флюса при пайке ещё более опасно для глаз и органов дыхания, чем всё те же лимонная и «аспириновая» кислоты.

Его основное достоинство – наивысшее качество пайки. Кислота, вступая в реакцию с алюминием, образует на его поверхности солевой слой, легко поддающийся пайке. Недостаток жидких флюсов – их остатки нужно смывать после окончания работ, чтобы не допустить коррозии.

Популярные марки

Ф-34А. Выполнен по ТУ 48-4-229-87 и содержит хлорид калия 50%, хлорид лития 32%, хлорид цинка 8%, фторид натрия 10%. Облегчает пайку с припоем различных температур плавления. Может быть приготовлен на водной основе.

Ф-64 включает в себя тетраэтиламмоний, фториды, деионизированную воду, увлажняющие и задерживающие коррозию реагенты. Удаляет окисную пленку большой толщины и подходит для пайки массивных деталей. Паяет не только алюминий, но и бериллиевую бронзу.

Ф-61 включает в себя триэтаноламин, фторборат цинка, фторборат аммония. Работает всего при 250 градусах, подходит для алюминиевых сплавов.

Castolin Alutin 51 L – 32% олова, также добавлены свинец и кадмий. Годен при температуре от 160 градусов.

Как сделать своими руками?

Зачастую под рукой нет крепких минеральных кислот. Их могут заменить кислоты органические: лимонная, уксусная, ацетилсалициловая и другие. Флюс также готовится на основе любого масла, в котором не содержится большого количества воды. Чтобы выпарить из масла воду, его прогревают при температуре до 200 градусов. При более высокой температуре оно пережигается до углерода.

Если нет технического или индустриального масла, воспользуйтесь солидолом, вазелином или парафином, в который добавляется стальная или медная стружка.

Его назначение – зачистить алюминий, счистить с поверхности детали оксидную пленку, а органический наполнитель не даст кислороду вновь окислить алюминий. Это и есть самодельный флюс с медью или железом. Некоторые паяльщики применяют в качестве наполнителя китовый жир.

Поскольку цинк лучше соединяется с алюминием, хлорид цинка готовится на основе соляной кислоты. Такой простой, но весьма активный, действенный флюс может применяться не только при пайке алюминия, меди, стали и цинка. Препараты, например, содержащие соляную кислоту таблетки, продаются в аптеке – они используются пациентами, у которых нарушена выработка этой кислоты для желудочного сока.

Чтобы приготовился раствор хлорида цинка, несколько таких таблеток растворяют в дистиллированной воде, а затем опускают туда цинковые пластины, вырезанные из металлического стакана солевых батареек. Когда выделение водорода прекратится – реакция окончена, флюс готов к применению.

Как пользоваться?

Паять алюминий следует только после полного удаления оксидной пленки. Зачистить соединяемые точки деталей наждачкой не удастся – на месте старой пленки оксида алюминия тут же образуется новая, хоть и более тонкая. Перед удалением окисной плёнки поверхность деталей обезжиривают с помощью ацетона, 646-го растворителя или спирта.

После растворения оксидной пленки детали зажимают в тисках, прогревают паяльником и наносят слой припоя. При отсутствии флюса под разогретой и размягченной канифолью поверхностные слои, включая оксидную пленку, соскабливаются при помощи жала паяльника; такое место спайки не будет отличаться повышенной прочностью.

Если есть возможность, мелкие детали в точке спайки погружаются в предварительно расплавленный припой, при этом паяльник должен иметь повышенную мощность – вплоть до 100 Вт.

Подробнее о флюсе для пайки алюминия смотрите в видео ниже.

Пайка алюминия

Пайка алюминия – технологический процесс, используемый при ремонте двигателей внутреннего сгорания, соединении алюминиевых проводов методом скрутки, заделке трещин и отверстий в кастрюлях, выварках, тазиках из этого металла и его сплавов. В отличие от аналогичного процесса для деталей из меди или ее сплавов, такие паечные работы требуют более тщательного подхода к выбору флюса, припоя, инструмента (паяльника или газовой горелки).

Особенности процесса

Основными особенностями данного вида паечных работ являются:

• Применение специальных флюсов и припоев;
• Тщательная подготовка спаиваемых поверхностей: очистка, обезжиривание, лужение.
• Применение мощных паяльников и газовых горелок, способных разогревать рабочие поверхности до определенной температуры.

Также в процессе паечных работ на деталях из этого металла постоянно производится контроль температуры нагрева рабочих поверхностей. Делается это для того, чтобы не перегреть легкоплавкий металл, – при нагреве до температуры свыше +250-300 градусов по Цельсию сделанная из него металлоконструкция начинает терять свою прочность, деформироваться.

Почему алюминий плохо паяется

Данная проблема обусловлена образованием на поверхности металла прочной оксидной пленки, препятствующей адгезии к ней припоя. Для того чтобы разрушить эту пленку, используют специальные флюсы, тщательно очищают ее при помощи различных абразивных материалов: крупнозернистой наждачной бумаги, щетки по металлу.

Используемые материалы

Флюсы для пайки алюминия

Перед тем, как паять алюминий, с его поверхности необходимо удалить прочную и тугоплавкую оксидную пленку. Для этого перед началом паечных работ на нее наносят специальный состав – флюс, способствующий быстрому растворению окисла и предотвращению его образования на некоторое время.

В качестве флюса для данного вида работ применяют канифоль, порошковые, жидкие составы.

Канифоль

Такой не обладающий активностью флюс для алюминия используется крайне редко. Он не растворяет пленку оксида и не обеспечивает образование качественного паечного шва.

Порошковый флюс

Из порошковых флюсов для данного вида работ применяют буру, состав марки Ф-34А (активный флюс на основе хлоридов калия, лития и цинка, фторида натрия), паяльный жир.

Жидкий флюс

В качестве жидкого флюса для пайки алюминия применяют такие составы, как:

• Ф-61;
• Ф-64;
• Castolin Alutin 51 L.

Плюсы жидких составов, по сравнению с канифолью и порошкообразными веществами, заключаются в удобстве и равномерности их нанесения, более экономном расходе.

Припой для пайки алюминия

Припой для алюминия бывает следующих видов:

• Оловянно-свинцовый сплав – ПОС-40,ПОС-61 (содержат 41 и 61% олова, соответственно);
• Цинково-оловянный сплав – ЦОП-40 (содержание цинка – 40%);
• Алюминиевые сплавы – HTS 2000, Castolin 192FBK, 34А.

Отечественные припои

Из отечественных припоев для данного вида паечных работ подходят цинко-оловянные марки с содержанием цинка 40%, а также специальный алюминиевый припой марки 34А.

Сравнение припоев для пайки алюминия

Из всех используемых для такого вида работ марок припоев максимальную прочность и надежность шва обеспечивают зарубежные сплавы HTS 2000, Castolin 192FBK, а также отечественная марка 34 А.

Обычные оловянно-свинцовые сплавы, в отличие от специализированных, не обеспечивают надежную адгезию с рабочей поверхностью, сильно окисляются на воздухе, не обладают необходимой прочностью на разрыв.

На заметку. Для того чтобы припаять медь к алюминию, применяют как флюсы, так и припои тех же марок и видов, что для паечных работ на алюминиевых деталях.

Порошковая проволока

Порошковая проволока с флюсом применяется при сварке алюминиевых деталей. Для того, чтобы их спаять, она непригодна, так как имеет очень высокую температуру плавления.

Для того чтобы шов был качественным и надежным, спаиваемые детали тщательно обезжиривают, очищают при помощи наждачной бумаги или щетки по металлу. При применении паяльника рабочие поверхности лудят.

Источники нагрева

В качестве источников нагрева для данного вида работ применяют паяльники и газовые горелки на пропане.

Паяльник для пайки алюминия

Для соединения деталей, заделки пробоин и трещин в заготовках из данного металла применяют паяльник с нихромовым нагревателем и широким медным жалом. Мощность у данного прибора должна быть не менее 80-100 Вт.

Горелки для пайки алюминия

Для данного процесса применяют небольшие газовые горелки на пропане со сменными баллонами.

Важно! Не рекомендуется применять для данного вида работ кислородно-ацетиленовые газовые горелки, так как они разогревают легкоплавкий металл до высокой температуры за короткое время, что может привести к его перегреву и расплавлению.

Технологические приемы пайки

Основными технологическими приемами, используемыми в данном процессе, являются следующие:

1. Обезжиривание рабочей поверхности чистой ветошью, смоченной в растворителе, ацетоне;
2. Первичная чистка металлической щеткой или грубой наждачной крупнозернистой бумагой;
3. Нанесение флюса на очищенную рабочую поверхность;
4. Прогревание металла горелкой;
5. Расплавление припоя под струей пламени горелки с образованием шва;
6. Остывание и затвердение шва;
7. Удаление с образовавшегося шва окалины и рыхлого окисла при помощи металлической щетки или наждачной бумаги.

На заметку. Для контроля температуры нагрева рабочей поверхности на нее кладут кусочек припоя. Если он начнет плавиться и превращаться в небольшую капельку в виде шарика, то, значит, металл прогрелся, и необходимо незамедлительно начинать его паять.

Сфера применения процесса

Подобный вид работ используют в ремонте двигателей автомобилей, устранении течей алюминиевой посуды, радиаторов отопления, кондиционеров и отопителей, трубок системы циркуляции антифриза в холодильных установках, бытовых холодильниках.

Что лучше: сварка или пайка алюминия

Пайка алюминиевых деталей лучше сварки, так как она требует менее дорогостоящего и энергоемкого оборудования (не нужны газовый баллон с аргоном, сварочный аппарат, дорогая сварочная маска), данный процесс занимает столько же времени, что и качественная сварка, прочность паечного шва ничем не уступает сварочному соединению.

Использование подручных средств

Из подручных средств, чтобы запаять алюминий, применяют такие, как:

• Ацетилсалициловая и лимонная кислоты – таблетку аспирина или пакетик лимонной кислоты растворяют в 150-200 г. воды и используют полученный раствор в качестве простейшего жидкого флюса;
• Масло для смазки швейных машинок – с помощью масляной пленки очищенный механически участок рабочей поверхности детали защищают от образования пленки оксида.

Таким образом, разобравшись в том, как просто спаять алюминий в домашних условиях, можно не только заделывать пробоины в старых кастрюлях и ведрах, но и заниматься дома или в гараже полноценным бизнесом по ремонту автомобильных радиаторов, батарей отопления, двигателей.

Видео

Газовая сварка алюминия и его сплавов.

Газовая сварка алюминия — это хорошая альтернатива дорогой аргонно-дуговой сварке. Оборудование газовой сварки может быть аж в десять раз дешевле современного аргонно-дугового аппарата, с обеими функциями переменного и постоянного тока (подробнее о нём в этой статье). И тем не менее качество шва может не намного уступать дорогому аргонно-дуговому аппарату. Алюминий и его сплавы хорошо свариваются газовой сваркой. И даже всемирно признанный авторитет в обработке листового металла Ронн Ковель, в своих видео-уроках по изготовлению бензобаков для чёппера из алюминия, не смотря на наличие дорогого аргонно-дугового аппарата известной американской фирмы «Миллер Электрик», варит алюминиевый бензобак обыкновенной газовой горелкой. А вообще рекомендую сначала научиться варить алюминий газовой сваркой, и только после этого приобретать дорогой аргонно-дуговой сварочный аппарат и начинать учиться варить на нём. Опыт и навыки газовой сварки непременно пригодятся вам при обучении сварке в среде аргона.

Особенность сварки алюминия и его сплавов состоит в образовании очень тугоплавкой плёнки окиси алюминия(AL2O3), которая располагается на поверхности жидкого металла сварочной ванны.Парадокс состоит в том, что температура плавления алюминия всего 657°С, а температура плавления окисной плёнки аж 2060°С. Эта плёнка окиси препятствует сплавлению частиц металла и обязательно должна удаляться с помощью флюса. Газовую сварку алюминиевых сплавов наиболее целесообразно применять для толщин от 1 до 5 мм. Она даёт хорошие результаты при правильном выборе режима сварки, наличии навыков у сварщика и применения флюсов, которые хорошо растворяют окись алюминия.

флюсы для газовой сварки алюминия.

Важное значение имеет правильный выбор мощности пламени, так как плёнка окиси алюминия полностью закрывает сварочную ванну и мешает сварщику контролировать начало расплавления металла. При слишком мощном пламени этот момент может быть упущен и тогда в месте сварки образуется сквозное проплавление металла, которое трудно поддаётся исправлению. В зависимости от толщины металла, мощность пламени при сварке алюминия и его сплавов должна быть : при толщине металла в 0,5 — 0,8 мм расход ацетилена 50 дм³/ч; при толщине 1 мм расход ацетилена 75 дм³/ч; при толщине 1,2 мм 75 — 100 дм³/ч ; при толщине 1,5 — 2 мм 150 — 300 дм³/ч; при толщине 3 — 4 мм 300 — 500 дм³/ч.

Флюсы . Для сварки алюминия разработано множество флюсов и основные из них приведены в таблице. Флюс наносят на зачищенные от грязи и окислов кромки металла и присадочную проволоку, составы флюсов наносят в виде пасты или порошка. Входящие в состав флюса хлористые соли, например лития, отнимают кислород от окиси алюминия, а фтористые соединения растворяют в расплавленном состоянии окись алюминия. Все флюсы для сварки алюминия гигроскопичны, то есть жадно поглощают влагу, и поэтому должны храниться в герметичных стеклянных банках, и готовить флюс желательно небольшими порциями, в соответствии с фактическим расходом флюса на сварку. После сварки остатки флюса необходимо тщательно удалять промывкой жёсткой щёткой в горячей воде, так как остатки флюса вызывают коррозию шва.

В таблице по подготовке кромок показаны способы и углы подготовки кромок при газовой сварке алюминиевых сплавов. Листы толщиной менее 1,5 мм можно сваривать с отбортовкой кромок. Соединений в нахлёстку следует избегать из за опасности затекания флюса между листами и последующей коррозии соединения, да и не шов это, когда соединяют детали внахлёст. Я считаю что листы должны соединяться только встык и на одном уровне, только тогда после проковки и шлифовки шва можно добиться качества однородной детали.

Не смотря на применение флюса, желательно перед сваркой кромки свариваемых деталей очистить промывкой в щелочном растворе, состоящем из 20 — 25 грамм едкого натра и 20-30 грамм углекислого натрия на 1 дм³ горячей воды(65°С), а затем кромки промывают в воде комнатной температуры. Сплавы АМц и АМг ещё и желательно протравить перед сваркой в 25%-ном растворе ортофосфорной кислоты, а сплавы Д и АМг можно протравить в 15%-ном растворе азотной кислоты. После травления кромки промывают в тёплой воде и насухо вытирают. Во избежание нового окисления, металл сваривают не позже 8 часов после указанной подготовки. Хотя сейчас в крупных городах можно найти фирменные флюсы, с которыми травление кромок перед сваркой можно не делать.

Присадочная проволока. Для газовой сварки алюминия и его сплавов предусмотрено 12 марок проволоки диаметром от 1 до 12 мм. Применяют проволоку из чистого алюминия марок А0 и А1 химического состава — 55 ; из алюминия марок АД, АД1 и алюминиевых сплавов марок АМц, АМг, АМг5п, АК, АМгЗ, АМг5В, АМг6, Д20 химического состава 49( по ГОСТ). Проволока для газовой сварки алюминия поставляется в бухтах в нагартованном состоянии, чистой, гладкой, без грубых следов протяжки, трещин, расслоений и вмятин. На поверхности проволоки не допускаются белые и тёмные пятна с шероховатой поверхностью, являющиеся признаком коррозии. Допускаются белые и тёмные пятна без шероховатостей, а так же цвета побежалости, которые являются следствием отжига проволоки.

Для сварки алюминия можно применять проволоку той же марки, что и свариваемый металл. При сварке термически обработанных алюминиевых сплавов и сплава АМц, лучшие результаты даёт применение проволоки АК, которая содержит 5% кремния, повышающего жидкотекучесть металла шва и даёт меньшую усадку. Для сплавов АМг не рекомендую применять проволоку АК, так как она снижает пластичность шва, лучше использовать проволоку АМг, с несколько большим содержанием магния, чем в основном металле. Для сварки литых алюминиевых деталей используйте проволоку АК, АМц или проволоку из чистого алюминия. Проволока из чистого алюминия подходит почти ко всем алюминиевым сплавам, но всё же советую использовать проволоку точно такого же сплава, что и свариваемый металл и вы не ошибётесь и шов будет качественным.

Алюминий и его сплавы сваривают левой сваркой, только восстановительным пламенем(о видах сварочного пламени читаем в этой статье) или с небольшим избытком ацетилена. Угол наклона мундштука горелки к поверхности свариваемого металла должен быть не более 45°. Для закрепления кромок делайте предварительные прихватки. Допускается лёгкая проковка шва в холодном состоянии. Литые алюминиевые детали рекомендую сваривать участками по 50 -60 мм и с предварительным подогревом до 200 — 250°С (особенно массивные детали). После сварки для получения и сохранения мелкозернистой структуры алюминия, литые детали подвергаем отжигу при температуре 300 — 350°С и затем медленно охлаждаем.

Особенности пайки алюминиевых изделий в домашних условиях

Кроме этого, благодаря сравнительно низкой температуре плавления и малой температуре потери прочности алюминий достаточно сложно прогреть, не допустив при этом разрушения всего изделия. Поэтому, пропай деталей из алюминия сложен, если применяются обычные расходные материалы.

На текущий момент пайка алюминиевых изделий производится с использованием специализированных флюсов и припоев.

1. Особенности процесса
2. Необходимые материалы и подручные средства
3. Подготовка деталей
4. Технологические подходы для пайки алюминия
5. Нагрев алюминиевого изделия
6. Заключение

Особенности процесса

Ключевые проблемы пропайки алюминия традиционными припоями и флюсами связаны с:

• образованием оксидной пленки, обладающей высокой температурой плавления и хорошей химической стойкостью, предотвращающей взаимодействие с оловянными или свинцовыми припоями;
• низкой температурой плавления чистого металла, затрудняющей качественный пропай.

Для проведения пропая алюминиевых деталей специалисты должны очистить поверхность материала от оксидной пленки либо применить специализированные агрессивные припои и флюсы.

Пайка алюминия паяльником должна осуществляться с использованием цинковых припоев. Такой вариант низкотемпературной пайки алюминия, в отличие от кадмия, висмута, олова или индия, отлично взаимодействует с чистым металлом и образует прочный шов.

Основные правила пайки алюминия в домашних условиях при отсутствии цинкового или алюминиевого припоя включают следующие пункты:

1. Предварительную зачистку поверхности.
   Место, на котором необходимо выполнить паяльные работы следует внимательно очистить от краски, грязи и частичек других металлов.
2. Шлифовку.
   Для лучшей адгезии между припоем и алюминием следует отшлифовать место предполагаемого соединения.
3. Нельзя делать большой перерыв между очисткой алюминия и непосредственным нанесением флюса.
   Из-за высокой скорость образования оксида на поверхности, процесс очистки для алюминия может потребоваться повторно.
4. Правильный выбор устройства, для прогрева места пайки.
   Для этой работы идеально подойдет электропаяльники с регулируемой температурой жала.
5. Контроль за температурой места соединения.
   Ввиду хорошей теплопроводности металла, температура будет быстро растекаться по всей площади изделия, а потому пропаиваемый участок будет стремительно остывать.
6. Обязательным условием успешной пайки алюминия является залуживание места предполагаемого контакта.
   Если вовремя нанести на очищенный участок алюминия каплю припоя, оксидная пленка не сможет образоваться.

Существует несколько секретов, которые можно использовать для пайки алюминия без специализированного припоя:

1. Разрушение оксидной пленки путем интенсивного трения места соединения кирпичом.
   После того, как с камня облупится некоторое количество пыли следует набрать на жало паяльника необходимое количество канифоли или флюса и залить место пайки. После этого следует сделать сильные нажимистые движения плоским срезом паяльника, по месту планируемого пропая. Путем такого нехитрого действия кирпичная пыль разрушит тонкую оксидную пленку, а имеющийся на паяльнике припой залудить очищенный металл.
2. Разрушение оксидной пленки при помощи частичек железа.
   Для этого следует сточить толстый гвоздь напильником, нанести на место пайки большое количество жидкой канифоли или флюса, а затем насыпать металлические опилки. После того, как средство для пайки затвердеет следует набрать на жало паяльника припой и сильно вдавить его в место пайки.
3. Использование трансформаторного масла.
   Для осуществления данного способа следует снять верхний слой детали наждачной бумагой, а затем на очищенное место вылить масло. После этого можно втереть разогретый припой и получить хорошую адгезию между оловом и алюминием.

Необходимые материалы и подручные средства

Пайка алюминиевых изделий при должной подготовке поверхности может быть выполнена всеми видами припоев. Например, пайка алюминия оловом возможна при снятии оксидной пленки.

Материалы, необходимые для пайки алюминия.

Однако, в большинстве случаев, алюминиевые соединения, полученные при пайке оловянным припоем, имеют низкую надежность из-за плохой растворимости материалов.

Наиболее оптимальными припоями для пайки алюминия являются:

• цинковый;
• медный;
• кремниевый;
• алюминиевый.

На рынке имеется большое количество припоев, на основе указанных выше материалов. Одним из самых распространенных цинковых припоев является ЦОП40, в составе которого имеется 40% цинка и 60% олова. Кроме этого, популярным остается припой 34А, состоящий из 66% алюминия, 28% меди и 6% кремния.

Важно отметить, что проведение работ с правильным припоем и со специальным флюсом для пайки алюминия существенно облегчает задачу.

Отдельного упоминания стоит специальный припой для низкотемпературного пропая алюминиевых деталей. Одним из наиболее распространенных расходных материалов для подобной операции является припой HTS-200.

Конечно, не стоит забывать и об обязательном использовании специального флюса для низкотемпературной пайки алюминия.

В состав флюса для беспроблемной пайки алюминия должны входить хотя бы один из следующих элементов:

• триэтаноламин;
• фторборат цинка;
• фторборат аммония.

Одной из марок флюсов для сварки алюминия газовой горелкой является Ф64. Популярность данного флюса вызвана его большой активностью. Пропаять с флюсом Ф64 можно даже алюминиевые детали без предварительной зачистки оксидной пленки.

В состав флюса Ф64 входят:

• 50% хлорида калия;
• 32% хлорида лития;
• 10% фторида натрия;
• 8% хлорида цинка.

Подготовка деталей

Пайка алюминия в домашних условиях включает тщательную подготовку детали.

Как правило, квалифицированные мастера перед пайкой алюминия своими руками выполняет следующие процедуры:

1. Обезжиривание поверхности.
   Наиболее подходящими веществами для качественного обезжиривания места пайки служат ацетон, бензин и растворитель.
2. Удаление оксидной пленки.
   Эта процедуру производится при помощи шлифовальной машинки или самодельной мочалки из проволоки. В редких случаях специалисты используют травление пленки при помощи химических средств, например, кислоты.

Как известно, оксидная пленка моментально возникает на поверхности алюминия даже при кратковременном контакте изделия с воздухом. Абразивная или химическая обработки позволяют снять толстый оксид и дать возможность флюсу добраться до чистого металла.

После выполнения всех подготовительных процедур можно переходить к непосредственной пайке алюминия в домашних условиях.

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:

1. Подготовка поверхности.
   Перед тем, как паять алюминий следует зачистить и обезжирить соединяемые части.
2. Установка изделия в рабочее положение.
   Для выполнения данного этапа могут потребоваться тиски или третья рука.
3. Нанесения флюса на место пайки.
4. Прогрев изделия при помощи электрического паяльника или газовой горелки.
5. 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.

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:

• 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:

1. Очистка металла от грязи и подготовка поверхности, путем шлифовки.
2. Разогрев всей поверхности массивных изделий при помощи горелки.
3. Удаление всех легковоспламеняющихся материалов с рабочего места.
4. Включение вытяжки для нейтрализации едких испарений припоя.
5. Подготовка проволочного припоя.
6. 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.

Нагрев алюминиевого изделия

Метод прогрева алюминиевых деталей подбирается индивидуально. Изделия сравнительно небольших размеров можно прогреть при помощи электрического паяльника и залудить припоем и флюсом для пайки меди. Для более массивных деталей имеет смысл использовать другой способ пайки алюминия с применением газовой горелки или паяльной лампы.

Таблица марок припоев для пайки алюминия.

При прогреве детали следует:

1. Контролировать температуру нагреваемого изделия.
   Узнать текущую температуру поверхности детали можно, прикоснувшись к ней прутком припоя. Когда проволока припоя алюминия начинает плавиться следует уменьшить нагрев и приступать к непосредственной пайке с применением активного флюса.
2. Следить за пламенем горелки.
   Струя горелки содержит смесь природного газа и кислорода, а потому должна быть ярко-синего цвета. Правильный состав пламени горелки позволяет алюминиевой детали меньше окисляться и не перегреваться.

Ключевые преимущества прогрева массивных алюминиевых изделий газовой горелкой представлены:

1. Низкой стоимость оборудования.
   Газовая горелка потребляет небольшое количество топлива и продается в любом строительном магазине.
2. Отсутствие неравномерного прогрева и напряжений внутри изделия.
   Детали, прогретые газовой горелкой, имеют ровный шов и не меняют геометрию из-за перегрева.
3. Легкий контроль рабочих температур.
   При слишком сильном нагреве металла следует уменьшить интенсивность пламени горелки.
4. Возможность проведения паяльных работ в домашних условиях.
   При прогреве металла горелкой нет едкого запаха, отсутствует ультрафиолетовое облучение кожи и не летят искры.

Заключение

Пайка алюминия флюсом – это достаточно нетривиальная задача. При соединении алюминиевых изделий следует соблюдать определенные нормы, а поверхность детали должна соответствовать многочисленным требованиям. При несоблюдении технологического процесса, сварной или паяный шов даст трещину и развалится.

Технология сварки алюминия зависит от массивности изделия. Небольшие детали, например, провода или посуда, хорошо ремонтируются электропаяльником, а большие прутья или трубы следует прогревать при помощи газовой горелки или паяльной лампы.