Как в домашних условиях паять алюминий. Особенности пайки алюминия Как запаять дюраль в домашних условиях

Паять металлические изделия люди приспособились еще в древние времена, как только научились выплавлять олово и свинец. Конечно, самым простым способом крепления металлических изделий между собой является применение обычного болта с гайкой, ведь это не требует их предварительной подготовки, использования различных припоев, флюсов и т. п. Тем не менее, пайка металлов широко применяется как в промышленных масштабах, так и в быту.

Прежде чем начать паять, поверхность соединяемых деталей зачищают с помощью наждачной бумаги или напильником и смазывают флюсом. Нагретый паяльник погружается в нашатырь или канифоль для очистки его от оксидов металлов, после чего расплавленный припой переносится на место пайки.

Что касается алюминия или его сплавов, то здесь происходит быстрое окисление спаиваемой поверхности, и обычные способы пайки не дают ожидаемого результата. Дело в том, что поверхность алюминиевых изделий сверху покрыта очень тонкой, эластичной, но в тоже время довольно прочной пленкой окисла алюминия. После удаления ее механическим способом вновь очищенная поверхность от соприкосновения воздухом моментально покрывается пленкой окисла. Несмотря на это, пайка алюминия в домашних условиях возможна. Если пайка выполняется с помощью оловянно-свинцовых припоев, можно воспользоваться следующим способом.

На место предстоящей пайки наносят жидкое минеральное масло, и уже под слоем масла поверхность зачищается лезвием ножа или скребком для удаления пленки окисла. После этого необходимо наносить припой сильно нагретым паяльником. Обычно для этого достаточно паяльника мощностью 50 Вт. Для алюминиевых изделий толщиной более 1 мм лучше использовать инструмент большей мощности.

Вместо минерального можно использовать масло для швейных машин или вазелиновое, но лучше всего для этой цели подходит оружейное масло. В используемом припое должно содержаться не менее 50% олова. Хороший результат достигается при применении легкоплавкого припоя ПОС-61. Если выполняется пайка алюминия толщиной 2 мм и более, до нанесения на место пайки масла поверхность необходимо хорошо прогреть паяльником.

Также можно на шов наносить канифоль, смешанную с мелкими железными опилками. Залуженным напильником протирается место шва с добавлением припоя. Опилки играют роль абразивного материала, снимая острыми гранями с поверхности изделия пленку окисла. В результате олово прочно пристает к поверхности, а пайка алюминия происходит более надежно.

Чтобы работа происходила особенно эффективно, паяльник следует слегка модернизировать. Для этого рабочая часть медного стержня притупляется таким образом, чтобы на нем образовалась площадка шириной 4-5 мм, после чего ножовкой необходимо сделать небольшой продольный пропил (7-8 мм). Из ножовочного полотна, предварительно прокаленного на огне, нужно вырезать небольшой кусочек (1-2 мм), обработать его для удаления окалины 20% смесью серной или соляной кислоты, поместить в пропил и сильно обжать в тисках. Такой наконечник более эффективно будет удалять оксидную пленку с поверхности, а алюминий будет лучше схватываться припоем.

В промышленных условиях пайка алюминия и его сплавов также выполняется обычным паяльником с применением флюса, состоящего из смеси олеиновой кислоты с йодидом лития.

При производстве бытовой техники алюминий и его сплавы: силумин, дюралюминий - применяются очень широко. Из этих материалов выполняют и корпуса изделий, и провода для различных устройств.

Что же делать, если возникла необходимость запаять алюминиевую деталь или припаять отвалившийся провод из этого легкого материала? Пайка металлов вообще, и алюминия, в частности, - это, как правило, задача нетривиальная, требующая знаний и опыта. Как сам алюминий, так и сплавы с его участием обладают неприятным свойством. Под воздействием кислорода воздуха детали из этого металла покрываются прочной пленкой оксида, из-за которого пайка алюминия становится непростой задачей. Ведь оксид препятствует надежному соединению спаиваемых деталей. В этом материале вы сможете прочесть о том, как правильно выполняется пайка алюминия в домашних условиях с помощью припоев, в состав которых входит свинец: ПОС-50, ПОС-61 и ПОС-90.

Первый способ. Если вам необходимо припаять друг к другу пару проводов, состоящих из алюминия, следует для начала хорошенько их залудить. На концы припаиваемых проводов накладывается канифоль, снизу подкладывается шлифовальная шкурка средних номеров, и горячим паяльником (который тоже необходимо предварительно залудить) провод прижимается к этой шкурке. В процессе нужно постоянно добавлять канифоль, убирать паяльник от металла ни в коем случае не следует. Эта операция многократно повторяется, пока не удастся залудить провода как следует. Затем можно начинать пайку. Если вместо канифоли использовать щелочное масло для чистки оружия или минеральное, которым смазывают швейные машины, то и подготовка к процессу, и сама пайка алюминия не вызовет затруднений. Если, конечно, у вас есть хоть небольшой опыт в этих делах.

Второй способ. Хорошо получается паять алюминий в листах. На место шва наносится канифоль, в которую накрошены мелкие металлические опилки, затем по шву необходимо пройтись несколько раз залуженным горячим паяльником, постоянно добавляя припой. Смысл этого метода заключается в том, что опилки острыми углами начнут царапать и сдирать оксидную пленку, а когда она не мешает, олово из припоя хорошо соединяется с основой, и пайка алюминия становится несложной задачей.

Главное - помнить правило: чем толще лист алюминия, тем мощнее должен быть паяльник. Если перед вами стоит задача спаять тонкие листы, паяльник мощностью 50 Вт вполне справится. В том случае, когда толщина листа составляет миллиметр или чуть более, вам понадобится паяльник на 90 Вт. А если вам необходима пайка алюминия в листах, которые состоят из пластин двухмиллиметровой толщины, то перед пайкой придется предварительно прогревать металл, потом наносить флюс и после этого начинать процесс запаивания. Во втором способе, как и в первом, можно использовать вместо флюса масло на минеральной основе.

Третий вариант. До того как приступать непосредственно к пайке, следует выполнить над тем элементом, который вы взяли в работу, процедуру «омеднения». Для этих целей подойдет гальванизирующая установка, но если ее нет под рукой, можно обойтись и без нее. Начните с нанесения концентрированного медного купороса на зачищенное шкуркой место пайки. Затем подключите к этой детали минусовый вывод батарейки или аккумулятора. Положительный контакт подведите к медному проводу, закрепленному на ворсистой части с таким расчетом, чтобы он не касался поверхности алюминия благодаря выступающей щетине. Через определенное время в той точке детали, которую вы собрались паять, отложится тонкий слой меди. Его необходимо промыть водой, высушить, а затем залудить стандартным способом (с помощью паяльника).

До сих пор нет универсального метода для пайки алюминия в домашних условиях. Однако можно предложить методики, которые позволят обойтись без помощи профессионалов.

Изначально следует отметить, что все методы, которые будут означены в этой статье подходят исключительно для бытовых целей (запаять статуэтку или ручку кастрюли). Для промышленного качества рекомендуется обращаться в Ростехком.

Итак, прежде всего, нам понадобится следующий инструментальный сет:

• паяльник (мощностью не менее 100 Вт);
• медная стружка;
• оловянный припой;
• канифоль;
• флюс;
• наждак для предварительной зачистки поверхности.

Главной проблемой в пайке алюминия является его сопротивляемость, которая осуществляется при помощи оксидной плёнки. Она возникает практически сразу после того, как поверхность металла была зачищена.

Именно для этих целей и нужна канифоль. Как только Вы зачистили поверхность наждаком необходимо стремительно залить её расправленной канифолью. Далее рекомендуется использовать медные стружки.

При помощи специализированного флюса можно дальше выполнять пайку необходимой детали.

Для этого понадобится раствор медного купороса. Таким образом часто спаивают провода, которые выполнены из разных металлов (медь и алюминий). Оба провода необходимо покрыть раствором медного купороса.

Обязательно потребуется блок питания. Он может быть и небольших технических номиналов: от 5 до 12 в. Сила тока на 1 А (желательно). Отрицательный провод подключается к одному проводу, положительный к другому.

Спустя некоторое время на месте контакта образуется слабая спайка. Далее следует действовать по классике. Заливаем канифолью, лудим оловом, надёжно спаиваем.

Специалисты говорят о том, что соляная кислота может выступать в качестве более эффективного заменителя для медного купороса. Однако последний может быть свободно приобретён в любом магазине садовода. А вот соляную кислоту (тем более концентрированную), как говорится, днём с огнём.

Домашний мастер на видео продемонстрирует способы пайки алюминия в бытовых условиях (буквально на коленке):

1. Самым простым и надёжным способом, подключить что-то или прикрепить к алюминию или его сплавам - это, конечно, болт и гайка или заклёпки. Все другие методы требуют некоторой подготовки, приспособлений, специальных припоев, флюсов для пайки алюминия и т. п.

Как показывает практика, алюминий вообще не паяется обычным способом, оловянно- свинцовым припоем, причиной этому есть оксидная пленка, которая образуется практически мгновенно после очистки спаиваемой поверхности.

2. Поэтому, одним из способов пайки алюминия есть - покрытие поверхности, сразу же после зачистки, слоем расплавленной канифоли. Не самый лучший, но после многократных попыток, натирая жалом паяльника место пайки, можно добиться удовлетворительных результатов.

3. Далее, можно использовать для пайки алюминия раствор канифоли в диэтиловом эфире. Поверхность зачищаем и сразу же смазываем вот таким флюсом, а затем посыпаем медными опилками, которые служат в качестве абразива для снятия оксидной плёнки, и лудим место пайки, обычным припоем (оловянно-свинцовым). После, к залуженной площадке припаиваем медный провод или что-то ещё.

4. Следующая технология пайки алюминия - использование специального припоя для пайки алюминия и флюса. Большинство таких припоев является низкотемпературными, но, температура их плавления выше, чем у оловянно-свинцовых, в пределах 300-600 гр. С. Залогом успеха также есть хороший прогрев и для этого используют газовую горелку или паяльную лампу.

Высокотемпературные припои используют для спаивания массивных деталей, ими ремонтируют и восстанавливают детали из алюминия и его сплавов любой сложности (автомобилей, мотоциклов и т. д.). Спайка получается очень прочной. Таким способом спаивают трубки, например алюминиевые и медные, вставив одна в другую и обпаяв вокруг. Но, при пайке алюминия с другими металлами смотрите, чтобы припой и флюс был предназначен для одного и другого металла.

Поверхность зачищается и покрывается специальным флюсом, как и в предыдущих случаях, а когда припой расплавится - можно поскрести место припоя ещё кончиком ножа из нержавеющей стали (или щёткой из нержавейки), чтобы лучше снялась оксидная плёнка. Таким образом залуживаем алюминиевую поверхность и припаиваем к ней все что нам надо.

На этом не заканчиваются способы пайки алюминия в домашних условиях. Можно применить электрохимический метод.

5. Зачищаем поверхность и наносим на место пайки несколько капель КОНЦЕНТРИРОВАННОГО раствора медного купороса. Затем, берем блок питания на 5-12В и ток примерно на 1 ампер (можно и больше), подключаем к блоку питания сопротивление на 4-5 Ом и мощн. 5-10 Вт, и наше приспособление готово. Нагрузку рассчитываем таким образом, чтобы БП не сгорел во время работы, т. е. примерно на ток 1-5 Ампер.

Теперь алюминиевую заготовку подключаем к отрицательному полюсу блока питания, а к положительному - присоединяем оголенный медный провод (можно скрутить его в небольшую плоскую спиральку), которую вводят затем в каплю раствора купороса так, чтобы конец не касался поверхности детали. Все готово, включаем блок питания и ждем несколько минут. Слой меди, в результате электролиза, осядет на место для пайки. А далее, смыть (но не пытаться стереть медь), лудим, и припаиваем провода или клемму. Этот метод, конечно, не годится для спаивания каких-то массивных деталей, а для контакта с проводами подойдёт.

6. Как вариант, вместо раствора купороса, можно использовать соляную кислоту: капнуть в место пайки и затем водить медным приводом по контактной площадке. Осаждение меди происходит быстрее, чем в первом случае, но с кислотой надо быть осторожно. А место пайки обязательно тщательно смыть водой.

Чтобы кислота не разъела лишнюю площадь, её можно заклеить скотчем или залить парафином, а нужную площадь оголить. Т. о. можно сделать пайку алюминия с медью и другими металлами, а контактные площадки будут иметь красивую аккуратную форму.

Вот и всё, а если есть ещё какие-то способы пайки алюминия или дополнения к выше сказанному - пишите.

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.