Пайка алюминия газовой горелкой в домашних условиях, как запаять алюминиевую трубку оловом, паяльником

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.

Почему возникают проблемы с пайкой алюминия

Алюминий – легкий и гибкий материал, который имеет на своей поверхности слой оксида. Естественное покрытие не позволяет ему вступать в химические реакции с другими элементами. Физические свойства создают определенные трудности, ведь защитный оксидный слой является главной проблемой в процессе пайки.

Чтобы обойти свойства элемента и осуществить надежное скрепление деталей, используют различные приемы и вспомогательные материалы. Более того, есть возможность пайки даже к другим цветным металлам с помощью олова и паяльника. Чтобы пайка алюминия прошла быстро, качественно и без проблем, необходимо разобраться во всех тонкостях и особенностях процесса.

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.

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.

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.

В чем состоит проблема

Оксидная пленка плавится при очень высокой температуре. Ее присутствие мешает проникновению припойного расплава в основной металл, нарушает смачивание места пайки.

Алюминий имеет низкую температуру плавления. Он полностью переходит в жидкое состояние при 660 ℃. Начинается изменение агрегатного состояния при температуре около 300 ℃. В большинство алюминиевых сплавов входят металлы, которые расплавляются уже при 500 ℃.

При высокотемпературной пайке очень легко «проскочить» маленький интервал нагревания, позволяющий получить нормальный шов.

Велика вероятность перегрева зоны плавления, вследствие которого в жидкое состояние перейдут фрагменты деталей. Следует помнить, что паяние должно проводиться путем обволакивания твердых рабочих участков изделий расплавленной массой припоя.

Выбор горелки

Чтобы паять алюминий в домашних условиях будет достаточно портативной горелки и туристического баллона с газом. Особое внимание стоит уделить типу горелки. Модели с широким соплом не подойдут для пайки, поскольку они будут разогревать большую площадь.

Соответственно предпочтение нужно отдать изделиям, которые имеют возможность локального нагрева. Проще говоря нужно, чтобы было узкое сопло.

Полезная статья — Сварочный выпрямитель

Горелка

Чтобы паять алюминиевые листы большой толщины лучше использовать устройства, которые смешивают газообразное топливо с кислородом. Характерная черта газовых горелок – бесконтактная передача тепла от источника к материалу. Горелки обеспечивают максимальную скорость нагрева.

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.

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

Доработка паяльника для пайки алюминия

Для пайки алюминия своими руками в домашних условиях рекомендовано использовать горелку. Это ускорит работу и повысит качество сцепления. Все же из-за технических причин приходиться работать паяльником, но желательно провести предварительную небольшую доработку прибора.

Пошаговая инструкция как доработать паяльник:

1. Изначально нужно приобрести новое жало с диаметром в 8,5 миллиметров.
2. От начала жала нужно отступить 8 миллиметров и просверлить отверстие сверлом на 2 миллиметра.
3. На кончике пилкой по металлу делают продольные надрезы с глубиной в 10 миллиметров.
4. Далее нужно взять полотно от ручной пилки отрезать кусок на 13 миллиметров.
5. В полотне проделать отверстие в 3 миллиметра.
6. Жало согнуть под прямым углом.
7. После этого ввинчиваем усовершенствованное полотно в пропилы и зажимаем болтом.

Жидкий флюс

Удобный и эффективный вариант надежной фиксации деталей. Вещество наносят непосредственно на точки скрепления. Работая с жидким типом флюса, необходимо быть крайне аккуратным, поскольку в процессе могут выделяться потенциально опасные пары. Распространенные модели:

• Ф-64. Вещество позволяет разрушать оксид на металле. Возможна работа с большими деталями.
• Ф-61 – популярная модификация, которая широко применяется при лужении алюминия. Оптимальная рабочая температура не выше 250°С.
• Кастолин – еще один жидкий флюс. Для максимального эффекта температурный режим должен быть свыше 160°С.

Вышеперечисленные методы позволяют эффективно паять алюминий в домашних условиях.

Используемые в работе материалы

Пайка алюминия своими руками может быть выполнена на высоком уровне при условии правильного подбора расходников. Рассмотрим детальнее, чем паять этот цветной металл.

Как заработать на пайке алюминия

Всем известно, что сварка алюминия недешевое удовольствие, поскольку для этого используется специальное оборудование. При этом существует альтернатива – пайка.

Часто в пользователей возникает вопрос – а можно ли этим заработать? Ответ неоднозначный, поскольку все зависит от навыков, профессионализма и спроса. Конечно, можно запаять алюминиевую кастрюлю, флягу, канистру или алюминиевые трубки соседу и немного заработать, а можно поставить подобные услуги на поток и открыть собственную мастерскую.

Задавайте свои вопросы в комментариях мы Вам поможем в их решении.

Как паять алюминий – источники нагрева

Для пайки принято использовать такие традиционные устройства:

1. Паяльник
2. Горелка.

Разберемся детальнее, как запаять алюминий с помощью данных приборов.

Как подготовить детали

Перед началом пайки нужно провести обезжиривание поверхностей алюминия. Сделать это можно легко с помощью доступного органического растворителя. Можно взять ацетон, бензол, бензин.

После испарения жидкости детали нужно тщательно зачистить любым абразивом: наждачным полотном или бумагой, щетками, сетками из проволоки.

Можно поверхность обработать кислотными растворами, провести травление. Это занимает время, поэтому выполняют процедуру только при необходимости очень прочного шва.

Подготовку поверхности следует проводить непосредственно перед пайкой. Алюминий окисляется на воздухе мгновенно.

Очистка позволяет удалить старый толстый слой оксидов. При правильном проведении пайки вновь образовавшийся тонкий слой не навредит образованию шва.

Процесс пайки:

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.

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.

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.

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.

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

Канифоль

Колофонская камедь, она же канифоль – распространенный вариант среди всех флюсов. Это не идеальный способ, поскольку она работает только в среде без кислорода, а это довольно проблематично выполнить дома.

Кастолин

Импортный кастолин состоит только из алюминия и цинка. Он обладает хорошей текучестью, проникающей способностью, электропроводностью.

Некоторое неудобство доставляет невозможность применения данного припоя для деталей с содержанием магния в количестве более 1,5 % и изделий, которые в последующем планируется анодировать.

Компания Castolin поставляет в продажу линейку припоев с разнообразным сочетанием компонентов. Проконсультировавшись, можно подобрать средство для конкретных условий.

Материалы с оловом

Существует множество металлических композиций для пайки алюминиевых изделий.

В составе большинства легкоплавких припоев преобладают медь, олово, свинец; присутствуют кадмий, висмут, индий.

Однако алюминий в этих металлах не очень хорошо растворяется, что обуславливает пониженную прочность образующихся при пайке швов.

Дополнительную сложность создает низкая устойчивость к коррозии припоев из олова, свинца. В случае проведения работы с этими составами спаянное соединение из алюминия покрывают лакокрасочными защитными средствами.

Хороший результат дает пайка посредством припоев со следующими металлами:

• медью;
• цинком;
• алюминием;
• серебром;
• кремнием.

Существует множество композиций, содержащих эти металлы в различном соотношении. Отечественных мастеров в первую очередь интересует российская продукция (прутки и проволока), имеющая хорошее качество и доступную стоимость.

Популярен припой, состоящий из 60 % олова и 40 % цинка. Известно, что повышенное подержание цинка придает шву коррозионную стойкость.

Отечественные припои и их качество

Спаять алюминиевые детали в домашних условиях можно только с применением проверенного припоя. Высоким спросом пользуются отечественные модели. На практике не уступают иностранным образцам, при этом ценник существенно ниже.

Варианты:

• Новинка SUPER A –  альтернативный припой, который был создан в Новосибирске. По составу и принципу действия является аналогом американского варианта HTS-2000.
• ПОС-61 – относительно устаревший, но по-прежнему востребованный тип, позволяющий работать с тонкостенным материалом.
• Марка А – цинково-оловянно-медный состав позволяет работать при 425 °С. Доступный и надежный материал.
• 34А – отличный вариант для работы в печи, горелкой или в растопленных солях алюминия.

Пайка алюминия газовой горелкой

Опытные специалисты утверждают, что пайка алюминия в домашних условиях на высоком уровне возможна только с применением горелки.

Главное условие для надежного скрепления – точная подгонка деталей. Важно, чтобы зазор между элементами был минимальный. Это позволит припою не утекать и оставаться на месте стыка. Рекомендация не касается ситуаций при ремонте трещин и сквозных отверстий.

Работая с горелкой важно равномерно нагреть деталь. Не допускать перегрева свыше 650°С, поскольку метал попросту начнет плавиться. Оптимальный температурный режим для пайки горелкой 500°С.

Пайка китайским прутком

По своей конструкции прутки – это тонкая цинковая трубка, которая имеет стержень с порошковым флюсом. Производитель утверждает, что такие китайские образцы позволяют быстро, легко и качественно паять цветной металл даже без зачистки.

Пользоваться китайскими прутками очень просто. Достаточно плотно прижать детали между собой и разогреть до 500°С горелкой. При этом припой должен растопиться и заполнить щели между деталями. После формирования шва нагрев прекращают, деталь постепенно остывает.

Китайскими прутиками быстро и эффективно можно спаять алюминий в домашних условиях, поскольку материал достаточно текуч и подвижен.

Если нет китайских прутиков, для пайки алюминия и дюралюминия можно использовать метод со щеткой. Он предусматривает, нагрев скрепляемых слоев газовой горелкой с нанесением олова. Далее осуществляется повторный нагрев с параллельной зачисткой щеткой по металлу.

Паяльник для пайки алюминия

Наиболее простым и распространённым методом, который используется для работ своими руками считается пайка алюминия паяльником. При работе с данным девайсом важно учитывать габариты деталей, которые будут соединяться.

Это важно, поскольку количество тепла от источника рассеивается, что значительно снижает эффективность. Для качественного выполнения работ потребуются мощные паяльники на 90-100 ВТ. Окончательная интенсивность и нагрузка зависит от размера, места соединения и типа припоя.

Подбор флюсов

С учетом специфики пайки деталей из алюминия к выбору флюсов нужно подойти внимательно.

Существует отечественные средства, состоящие из нескольких компонентов. Они обеспечивают эффективную очистку деталей, препятствует окислительным процессам при нагревании. Это особенно актуально при использовании припоев из олова и свинца, известных своей склонностью к окислению.

Хорошую проникающую способность обеспечивает многокомпонентный флюс из фторборатов аммония и цинка, триэтаноламина, добавочных веществ. Средство имеет доступную цену. Его эффективность многократно проверена на практике.

Известный высокотемпературный флюс состоит из хлоридов калия, лития и цинка; фторида натрия. Сухую смесь всыпают в рабочую зону пайки на палочке, дожидаясь равномерного расплавления и перемешивания с массой припоя.

Порошковая проволока

Еще одна разновидность материала, который представляет собой тонкую металлическую проволоку, заполненную порошком-наполнителем. Трубчатая проволока может использоваться только при сварочных работах, а не в процессе пайки.

Нужно отметить, что это контрастно разные варианты соединений. При использовании сварочной проволоки, процедура сцепления алюминиевых конструкций происходит без использования газа.

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.

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.

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.

Припой для пайки алюминия и его сплавов

Материал создается на базе цветных соединений металлов. Современные модификации имеют дополнительные примеси, что позволяет упростить работу.

Варианты:

• Высокоточный американский HTS-2000 – известный разрекламированный вариант припоя в форме стержней. Согласно отзывам пользователей, на практике материал не соответствует заявленному качеству, поскольку спаянные детали имеют низкую герметичность. Применять возможно только в комбинации с флюсом.
• Французская вариация Castolin – импортный тип припоя. Отлично помогает заварить небольшие отверстия и трещины.
• Офлюсованный припой типа Aluminium – рабочая температура превышает 640°С. Имеет форму прутков.
• Оловянно-цинковый состав ЦОП-40 используется для горячей пайки. Характеризуется высокой эффективностью.

Сравнение припоев для пайки алюминия

Опытные специалисты, которые в своей практике работали с американскими, французскими и отечественными моделями отмечают, что последний вариант имеет отличные характеристики.

Процесс лужения алюминия не уступает по качеству более дорогим типам материалов. Чтобы на выходе получить изделия высокой прочности, работы по спайке необходимо проводить в печи.

Более того, независимо от обширной рекламы американского припоя HTS-2000, он имеет огромное количество отрицательных отзывов от пользователей. Основная проблема – тягучесть консистенции, которая затрудняет разравнивание на поверхности.

Что касается Castolyn 192FBK, то он излишне текуч. Это хорошая альтернатива для пайки небольших трещин и отверстий. При этом вещество практически бесполезно для того, чтобы сварить больше детали.

Полезная статья: Осциллятор для сварки

Флюсы для пайки алюминия

Флюс – высокоактивный компонент, который не позволяет появиться пленке оксида во время пайки. Кроме того, вещество обеспечивает дополнительное смачивание при использовании жидкого припоя. Это увеличивает прочность сцепления различных методов паек.

Масло, используемое для трансформаторов может заменить флюс, если последний отсутствует. Изначально поверхности зачищают наждачной бумагой. Такие манипуляции существенно замедлят процесс появления естественной пленки и улучшат лужение алюминия.

Важно! Поскольку флюсы – активные вещества, то их поверхность после пайки необходимо промывать раствором щелочи с водой.