Как залудить алюминиевый провод

Проблемы, связанные с пайкой алюминия объясняются тем, что поверхность этого металла покрыта тонкой, эластичной и весьма прочной пленкой окисла – Al2O3. Удалить ее механическими методами не удается, т.к. при соприкосновении чистой поверхности алюминия с воздухом или водой, он моментально опять покрывается пленкой окисла. Обычные флюсы не растворяют окись.

Для механической очистки от окисла рекомендуют зачищать поверхность под пленкой масла, но в этом случае масло должно быть совершенно обезвожено, для чего его надо в течение некоторого времени прогреть при температуре 150-200°C.

Рекомендуется применять минеральные масла, лучше вакуумные ВМ-1, ВМ-4.

Есть советы применять для этой цели ружейное щелочное масло, на сколько оно эффективно, трудно сказать, т.к. вероятно, если масло содержит щелочь, то и воду тоже. Существуют паяльники, у которых на жале укреплен для зачистки стальной скребок.

Предлагается также зачистка поверхности с помощью грубых железных опилок, которые растираются по поверхности под слоем масла или канифоли жалом паяльника совместно с припоем, опилки здесь выполняют роль абразива, одновременно происходит облуживание, я пробовал этот способ, соединение получается непрочное, по-видимому вследствие точечного облуживания алюминия.

Вероятно, более надежную пайку можно получить, облуживая алюминий по подслою меди, нанесенному на поверхность алюминия электролитически. Возможно, для тех же целей может служить и подслой цинка, нанесенного также, как в рецепте по хромированию алюминия. Более надежно пленка окисла удаляется при помощи специальных активных флюсов.

Хорошо также сочетать механическую обработку поверхности с применением активных флюсов.

Ниже приведенны рецепты некоторых флюсов.

1. Олеиновая к-та 20 г. Йодистый литий (LiI) 2-3 г. ж. Химия и Жизнь, 11/1988, стр. 78

2. Хлористый цинк (ZnCl2) 85 % 90 % 95 % Хлористый аммоний (NH4Cl) 10 % 8 % – Фтористый натрий (NaF) 5 % 2 % 5 %

3. Хлористый натрий (NaCl) 6,5 % Сернокислый натрий (Na2SO4) 4 % Хлористый литий (LiCl) 23,5 % Хлористый калий (KCl) 56 % Криолит (Na3AlF6) 10 %

4. Флюс Ф59А Кадмий борфторид (Cd[BF4]2) 10 % Цинк борфторид (Zn[BF4]2) 3 % Аммоний борфтрид (NH4BF4) 5 % Триэтаноламин 82 %

5. Натрий фтористый (NaF) 10 % Цинк хлористый (ZnCl2) 3 % Литий хлористый (LiCl) 5 % Калий хлористый (KCl) 82 %

6. . К известным методам пайки алюминия я предлагаю добавить еще один, очень простой. Зачищенное и обезжиренное место пайки покрывают с помощью паяльника тонким слоем канифоли, а затем сразу же натирают таблеткой анальгина (бенальгина). После этого облуживают поверхность припоем ПОС-50 (или близким к нему), прижимая к ней с небольшим усилием жало слегка перегретого паяльника. С облуженного места ацетоном смывают остатки флюса, еще раз осторожно прогревают и снова смывают флюс. Спаивание деталей производят обычным образом.

А. ГЛОТОВ с. Галиевка Воронежской обл. (Радио 5-86, с.37)

7. Отрывок из книги о спайке алюминиевых проводов с медными способом погружения в ванну с припоем. Ниже приводится описание операций по выполнению соединений.

С концов катушек из алюминиевого провода удаляют эмалевую изоляцию на длине 60-70 мм, с концов медных проводов удаляют оплетку и резиновую изоляцию на длине 35-40 мм, оголенные жилы зачищают до блеска.

Удаление эмали с проводов диаметром до 1 мм выполняют ножом, с проводов диаметром свыше 1мм – металлическими щетками, вращающимися навстречу друг другу. Эти щетки диаметром 250-300 мм набирают из стальных проволок диаметром 0,08-0,1 мм, выступающих из оправки на длину 50-60 мм; вращение каждой щетки производится от электродвигателя мощностью 0,6 квт с частотой вращения 3 000 об/мин. Окончательную зачистку производят стеклянной шлифовальной шкуркой.

Зачищенные концы тщательно протирают бязевым тампоном, смоченным ацетоном или бензином. Перерыв между зачисткой и лужением или сваркой не должен превышать 2-3 ч.

Лужению подвергают все зачищенные концы проводов, за исключением свариваемых контактным нагревом. Концы алюминиевых катушек окунают в ванну с флюсом Ф59А, а концы медных проводов (выводов) – с флюсом КСп. Затем концы погружают в ванну с расплавленным припоем П250А с температурой 310-320 °С или П300А с температурой 370-380 °С на 3-10 сек до прекращения пара и дыма.

Облуженные концы стряхивают для удаления излишков припоя, не позже чем через 1-1,5 ч очищают волосяной щеткой от остатков флюса Ф59А, промывают сначала в горячей проточной воде, затем в холодной проточной воде и протирают насухо чистым бязевым тампоном. Остатки флюса КCп после лужения не удаляют. Лучше всего паять алюминий с помощью специального ультрозвукового паяльника.

Пайка алюминия – трудновыполнимый в домашних условиях процесс. Сложность объясняется свойствами металла, которые затрудняют соединение отдельных частей из алюминия с другими веществами. Соединять алюминий нужно с соблюдением специально разработанных технологий, обеспечивающих качество пайки. Значение имеет опыт мастера, соединяющего пайкой детали из алюминия.

Почему алюминий плохо паяется

Многие пробовали паять алюминий в домашних условиях и хорошо поняли: припой не хочет прилипать к поверхности деталей. Это происходит по причине образования на металле устойчивой оксидной пленки, которая имеет низкую адгезию к материалу припоя. Методы пайки алюминия в домашних условиях сводятся к борьбе с защитной пленкой.

В минералогии оксид алюминия называют корундом. Он состоит из прозрачных кристаллов, являющихся драгоценными камнями. Корунд имеет различную окраску, зависящую от примесей: хром придает красноватый оттенок, сапфир – синеватый. Окисная пленка обладает высокой прочностью и не поддается пайке. Ее необходимо удалить с поверхности и после этого начинать паять детали.

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.

Флюсы для пайки алюминия

Флюсы имеют высокую активность, поэтому после пайки их нужно смывать раствором воды с щелочью. Роль щелочи хорошо выполняет пищевая сода. После щелочи место соединения промывается чистой водой. Следует беречь органы дыхания от попадания в них паров флюса. Они способны раздражать слизистые и попадать в кровь. Наиболее распространенные из них требуется рассмотреть каждый в отдельности.

Канифоль

Канифоль – наиболее востребованный из всех флюсов. Он используется при соединении различных металлов. На алюминии работает только при отсутствии воздуха, поэтому применяется редко. Времени при работе с канифолью тратится больше, эффективности меньше. Этот флюс не для профессионалов, выполнять пайку может, но качество соединения не отличается прочностью.

Порошковый флюс

Алюминий паяют газовой горелкой с применением порошковых флюсов. Не рекомендуется к пламени добавлять кислород, он снижает эффективность работы флюса. Наиболее распространенные флюсы:

• Ф-34А;
• бура;
• ацетилсалициловая кислота;
• паяльный жир.

Ф-34А – активный флюс, имеющий в составе 50% хлорида калия, 32% хлорида лития, 10% фторида натрия и 8% хлорида цинка. Состав применяется с припоями, содержащими химические добавки. Он обладает гигроскопичностью и растворяется в воде.

Бура – порошок, плавящийся при 700°С, обладает растворимостью в воде, смывается водным раствором лимонной кислоты. Отличается низкой стоимостью.

Ацетилсалициловая кислота встречается в виде таблеток аспирина. При нагреве паяльником выделяются вредные для здоровья человека пары, обжигающие нос, глаза и органы дыхания.

Паяльный жир состоит из парафина, хлорида аммония и цинка, деионизированной воды. Хорошо паяет предварительно прогретые места, прошедшие процедуру лужения. После спаивания алюминиевых деталей рекомендуется остатки флюса смывать, иначе он вызывает коррозию металла.

Жидкий флюс

Жидкий флюс наносится на место пайки тонким слоем. При работе паяльником быстро испаряется с выделением обжигающих паров. Флюс Ф-64 в своем составе содержит фториды, тетраэтиламмоний, ингибиторы коррозии и дионизированную воду. Хорошо разрушает оксидную пленку и помогает паять заготовки из алюминия больших размеров. Используется при паянии меди, алюминия, оцинкованного железа и других металлов.

Ф-61 состоит из триэтаноламина, фторбората аммония и фторбората цинка. Используется при лужении и пайке сплавов алюминия при температуре до 250°С. Castolin Alutin 51 L состоит из кадмия, свинца и 32%-ного олова. Наиболее эффективно работает при температурах выше 160°С.

Любой из перечисленных флюсов помогает запаять алюминиевую кастрюлю, алюминиевые заготовки разных размеров, соединять методом пайки дюралюминий, дюралевые (дюраль) заготовки.

Припой для пайки алюминия

Припой для пайки алюминия делается на основе цинка или алюминия. В него вносятся добавки для достижения различных характеристик: для понижения температуры плавления, увеличения прочности. Производят их в Америке, Германии, Франции, России. Рассмотрим некоторые из них.

Распространенный и широко разрекламированный припой для алюминия – HTS 2000. Его производит компания из США. Практика свидетельствует о его непрочности: спаянные детали пропускают воздух и влагу. Без флюса его применять невозможно.

Castolin 192FBK на основе цинка (97%) и алюминия (2%) производится во Франции. Компания Castolin выпускает припои 1827 и AluFlam-190, предназначенные для пайки меди и алюминия при 280°С.

Castolin 192FBK – трубчатый припой, содержащий в сердечнике флюс. Выпускается в виде прутков, 100 г которых стоит 100-150 руб. Хорошо паяет мелкие отверстия и трещинки.

Chemet Aluminium 13 – припой, используемый при сварке деталей при 640°С и выше. В его основе лежит алюминий (87%) и кремний (13%). Температура плавления припоя – около 600°С. Выпускается в виде прутков, которых на 100 г приходится 25 шт. 100 г стоят 500 руб. Разновидность под наименованием Chemet Aluminium 13-UF имеет полую структуру и содержит в сердечнике флюс. Его стоимость за 12 прутков, которые весят 100 г, 700 руб.

Алюминиевый припой производится и на отечественных предприятиях. Для пайки с помощью газовой горелки применяется состав марки 34А. Он плавится при температуре 525°С, хорошо паяет сплавы АМц, АМ3М, АМг2. 100 г стоят 700 руб.

Марка А состоит из 60% цинка, 36% олова и 2% меди. Плавится при 425°С. Выпускается прутьями весом 145 г. Стоимость одного прута – 400 руб.

SUPER A+ производится в Новосибирске и является аналогом HTS-2000. Применяется вместе с флюсом марки SUPER FA. Стоит 800 руб. за 100 г. В расплавленном состоянии становится тягучим, приходится применять стальные инструменты для его разравнивания.

Порошковая проволока

Проволока с флюсом используется при сварке алюминиевых деталей, для пайки она не годится. Сварка алюминия газовой горелкой с порошковой проволокой не осуществляется. Сваривать детали лучше электрическим аппаратом.

Какой паяльник подойдет

Чем паять, какой инструмент для этого нужен – все зависит от площади пайки. Алюминий с медью хорошо проводят тепло, поэтому паяльник нужен мощный. При площади детали в 1000 см² мощность паяльника нужна 50-60 Вт. Паяют часто две или больше частей, в таком случае мощность увеличивается до 100 Вт. При подогреве места соединения подойдет паяльник меньшей мощности. Жало выбирают широкое, на нем можно сделать зазубринки для снятия пленки оксида алюминия.

Требуется рассмотреть, как паять алюминий паяльником. Делается это хорошо разогретым инструментом после снятия оксидной пленки и лужения, к залуженному (залудить можно с применением специальных припоев) участку хорошо прилипает припой и годится любой паяльник

Горелки для пайки алюминия

Нужно знать, как паять газовой горелкой. Если площадь деталей большая и не хватает мощности паяльника, используют горелку. Лучше применять газовую, т. к. пайка алюминия газовой горелкой обладает большими возможностями. Горелка быстро разогревает место соединения деталей почти до температуры плавления алюминия. Флюс с припоем наносится на соединение, разравнивается жалом паяльника и отвердевает. Место соединения нужно обязательно промыть от остатков паяльной кислоты или другого флюса.

При работе с использованием горелок нужно соблюдать правила пожарной безопасности. Рядом не должны находиться горючие жидкости и материалы.

Что лучше – сварка или пайка

Ответы на этот вопрос могут быть разными. Применение того или иного способа зависит от использования деталей после их соединения. Автомобильный радиатор лучше паять. Этот способ стоит дешево и отличается надежностью. Молочные фляги и другие емкости для хранения продуктов питания лучше сваривать. Сварной шов более прочный, особенно при больших размерах. Часто приходится сваривать детали из алюминиевых сплавов. Сварка силумина – практически единственный способ соединения, не считая использования клея.

На сварке и пайке при желании можно неплохо заработать. Вопросы о том, как запаять алюминиевые трубки в холодильнике или отремонтировать раму велосипеда, возникают часто. В мастерских работа стоит дорого: пайка трубок – 1000 руб. и более. При соединении электропроводов способом пайки берут 15 руб. за каждое. Ремонт рамы велосипеда из сплавов алюминия с применением припоев стоит 500 руб. Ремонт кастрюли обойдется в 100 руб. К этим суммам следует добавить расходы времени и денег на доставку изделий в мастерскую и обратно.

Чтобы сэкономить эти деньги, нужно научиться паять самому. Для этого необходимо приобрести газовую горелку в виде баллончика за 700-1000 руб. и припой. Научиться обработке поверхностей и наложению швов можно на старом автомобильном радиаторе.

Многие считают, что пайка алюминия производится только в условиях производственного цеха. Из-за этого ложного мнения даже не берутся делать это в домашних условиях. На самом деле это всего лишь заблуждение. Данная статья призвана помочь произвести пайку алюминиевых проводов с помощью флюса.

Материалы и инструменты, используемые при пайке алюминия

Перед тем как приступать к пайке, необходимо запастись инструментами и материалами, которые потребуются при работе:

1. Паяльник. Так как алюминий обладает большой теплопроводностью, то для его пайки нужно использовать мощный паяльник. В случае с двумя проводами это может быть прибор мощностью от 60 до 100 Вт, а для больших элементов от 100 до 200 Вт;
2. Припой. Высокотемпературный, если есть возможность нагреть материал детали до 600 °С или обычный, если такой возможности нет;
3. Флюс. Применяется только в том случае, если его нет в составе припоя;
4. Скребок для очищения алюминия от защитной плёнки. Также хорошо для очистки подходят щётка со стальными щетинками, наждачная бумага или абразивный круг. Полностью избавиться от оксидной плёнки невозможно, поэтому вышеперечисленные инструменты призваны уменьшить её толщину, что упростит работу флюса.

Припои и флюсы для пайки паяльником медных проводов

Выбор припоя

Для пайки алюминия лучше выбирать обычный мягкий оловянно-свинцовый припой – ПОС. Главное, чтобы он содержал больше 50% олова, дабы удостовериться в этом нужно посмотреть на число, идущее после названия, оно должно быть больше 50 (ПОС 50, ПОС 61, ПОС 90 и т.д.).

Помимо вышеперечисленных припоев, можно использовать те, которые изготовлены на основе кремния, меди, алюминия или серебра. К таким относятся 34А и ЦОП-40, содержащие цинк, увеличивающий их прочность вкупе с устойчивостью к коррозии.

Припой ПОС-61 0,8 мм

Выбор флюса

Для пайки алюминия дома лучше выбрать жидкий флюс, так как он более удобен в использовании, хорошо подходит для этих целей и его можно купить в любом магазине электроники. Для алюминия, металла, который покрывается защитной плёнкой, нужно выбрать особый флюс, потому что обычный не растворит окись. Среди них можно выделить такие вещества, как: Ф-61А, Ф-59А, Ф-64.

Также хорошим вариантом будет изготовление специального состава, подходящего именно для этого металла.

Флюс ФДА для пайки алюминия

Инструкция по пайке алюминия

Процесс пайки алюминиевых деталей, при наличии всех необходимых материалов, не сильно отличается от пайки меди или стали. Он состоит из:

1. Подготовки поверхности, которая включает в себя обезжиривание материала с помощью растворителя, например, бензина, и снижение толщины оксидной плёнки;
2. Расположения деталей в желаемом положении. На данном этапе желательно закрепить детали так, чтобы они были зафиксированы и после нанесения припоя не пришлось всё переделывать заново;
3. Нагрева места соединения с помощью паяльника. Его мощность должна быть около 100 Вт. Также можно воспользоваться газовой горелкой. В таком случае очень важно не расплавить основной материал;
4. Нанесение припоя на место соединения. Втирается он после нанесения флюса на стык двух деталей. Сам флюс наносится на стык кисточкой, которая обычно идёт в комплекте с баночкой. В случае если он уже содержится в припое, нужно всего лишь прикоснуться его стержнем к месту соединения заранее нагретых деталей.