Как припаять медь к алюминию?

Как припаять медь к алюминию паяльником?

Как припаять медь к алюминию?

Пайка алюминия, как справедливо считают многие специалисты, является достаточно сложным в выполнении технологическим процессом.

Между тем такое мнение можно считать верным лишь в отношении тех ситуаций, когда спаять изделия из алюминия пытаются, используя для этого припои и флюсы, которые применяются для соединения деталей из других металлов: меди, стали и др.

Если же используется специальный флюс для пайки алюминия, а также соответствующий припой, то данный технологический процесс не представляет особых сложностей.

Пайка алюминия с использованием пропановой горелки

Особенности процесса

Сложности, которые вызывает пайка алюминия при помощи традиционных припоев и флюсов, объясняются рядом факторов, преимущественно связанных с характеристиками данного металла.

Основным из таких факторов является наличие на поверхности деталей из алюминия оксидной пленки, которая отличается высокой температурой плавления и исключительной химической стойкостью.

Такая пленка при выполнении пайки препятствует соединению основного металла и материала припоя.

Перед осуществлением пайки изделий из алюминия их поверхности необходимо тщательно очистить от оксидной пленки, для чего можно использовать механическую обработку или применять флюсы, в состав которых входят сильнодействующие компоненты.

Подготовленные к пайке дюралевые детали

Сам алюминий, в отличие от оксидной пленки на его поверхности, обладает достаточно низкой температурой плавления: 660 градусов, что также осложняет технологический процесс выполнения пайки.

Такая характеристика алюминия приводит к тому, что при нагреве детали из него быстро теряют прочность, а при определенной температуре, находящейся в интервале 250–300 градусов, конструкции из данного металла начинают терять устойчивость.

Самый легкоплавкий компонент, который входит в состав наиболее распространенных алюминиевых сплавов, начинает плавиться уже в интервале температур 500–640 градусов, что может привести к перегреву и даже к расплавлению самих соединяемых деталей.

Основу большей части легкоплавких припоев, использующихся для пайки, составляют олово, кадмий, висмут и индий. С этими элементами алюминий плохо вступает в соединения, что делает паяные соединения, полученные с их использованием, очень непрочными и ненадежными. Хорошей взаимной растворимостью обладают алюминий и цинк, поэтому данный элемент при его использовании в припоях обеспечивает полученному соединению высокую прочность.

Характеристики флюсов для пайки мягкими припоями

Состав флюсов, применяемых для пайки алюминия

Используемые материалы

При выполнении пайки изделий из алюминия можно использовать припои оловянно-свинцовой группы, если тщательно очистить поверхность деталей и применять высокоактивные флюсы.

Соединения, полученные с их помощью, по причине плохой взаимной растворимости алюминия, олова и свинца отличаются невысокой надежностью, также они склонны к развитию коррозионных процессов.

Чтобы сделать подобные соединения более устойчивыми к коррозии, их необходимо покрывать специальными составами.

Наиболее качественное, надежное и устойчивое к коррозии паяное соединение, позволяют получать припои, в составе которых содержится цинк, медь, кремний и алюминий.

Припои, включающие в свой состав данные элементы, производят как отечественные, так и зарубежные компании.

Наиболее распространенными отечественными марками являются ЦОП40, содержащий в своем составе 40% цинка и 60% олова, и 34А, в составе которого содержится алюминий (66%), медь (28%) и кремний (6%).

Цинк, содержащийся в припое для пайки изделий из алюминия, определяет не только прочность полученного соединения, но и его коррозионную устойчивость.

Читайте также  Где найти много меди?

Самую низкую температуру плавления из всех вышеперечисленных имеют оловянно-свинцовые припои. Наиболее высокотемпературными являются те, в составе которых содержится алюминий и кремний, а также материалы, содержащие алюминий вместе с медью и кремнием. К последним, в частности, относится припой популярной марки 34А, температура плавления которого находится в интервале 530–550 градусов.

Для информации: материалы на основе алюминия и кремния плавятся при температуре 590–600 градусов.

Учитывая температуру плавления, применяют такие припои в тех случаях, когда соединить необходимо крупногабаритные детали из алюминия, в которых обеспечивается хороший теплоотвод, либо изделия, выполненные из алюминиевых сплавов, плавящихся при достаточно высоких температурах.

Но, конечно, максимальное удобство в работе демонстрируют низкотемпературные припои, одной из распространенных марок которых является HTS-2000.

Припой HTS-200 для спайки деталей из алюминия и цветных металлов

Технология пайки алюминия обязательно предполагает использование специального флюса, который необходим для того, чтобы улучшить соединяемость основного металла с материалом припоя. Именно поэтому подходить к выбору такого материала необходимо очень ответственно.

Особенно актуально это требование в тех случаях, когда детали из алюминия необходимо спаять при помощи оловянно-свинцового припоя. Состав флюсов содержит элементы, которые и формируют его активность по отношению к алюминию.

К таким элементам относятся: триэтаноламин, фторборат цинка, фторборат аммония и др.

Флюс Ф-64 для пайки легких сплавов без предварительной механической обработки поверхностей

Одним из наиболее популярных отечественных материалов является флюс марки Ф64. Популярность Ф64 обусловлена тем, что данный материал отличается повышенной активностью. Благодаря такому качеству выполнять пайку с флюсом Ф64 можно, даже не зачищая поверхность алюминиевых деталей от тугоплавкой оксидной пленки.

Из популярных высокотемпературных флюсов следует выделить материал марки 34А, в состав которого входит 50% хлорида калия, 32% хлорида лития, 10% фторида натрия и 8% хлорида цинка.

Подготовка деталей

Для получения качественного и надежного соединения недостаточно просто знать, как паять алюминий, важно также правильно подготовить поверхности соединяемых деталей к пайке. Заключается такая подготовка в обезжиривании поверхностей и удалении с них окисной пленки.

Для обезжиривания используют традиционные средства: ацетон, бензин или любой подходящий растворитель.

Удаление окисной пленки перед пайкой, которое также несложно выполнить своими руками, преимущественно совершается при помощи механической обработки, для чего можно использовать шлифовальную машинку, наждачную бумагу, металлическую щетку или сетку из нержавеющей проволоки. Значительно реже применяется химический способ удаления такой пленки, который подразумевает травление поверхности алюминиевых деталей при помощи кислотных растворов.

Зачистка поверхностей перед пайкой с помощью шлифовальной насадки на болгарку

Как известно, окисная пленка на поверхности алюминия образовывается практически моментально при ее контакте с окружающим воздухом. Такой процесс происходит и на зачищенной перед пайкой поверхности, но смысл выполнения зачистки состоит в том, что вновь образующаяся пленка значительно тоньше удаленной, поэтому флюсу будет гораздо легче с ней справиться.

Источники нагрева

В качестве элемента, при помощи которого выполняется прогрев габаритных соединяемых деталей из алюминия и расплавление припоя, преимущественно используется газовая горелка, работающая на пропане или бутане. Если вы решили спаять изделия из алюминия своими руками в условиях домашней мастерской, то можно использовать и обычную паяльную лампу.

Удобная в использовании газовая паяльная лампа

При выполнении нагрева необходимо очень внимательно следить за тем, чтобы не расплавились соединяемые детали. С этой целью к поверхности деталей как можно чаще прикасаются припоем, чтобы проконтролировать начало его плавления. Это и будет свидетельством того, что достигнута рабочая температура.

Нагревая детали и припой перед началом пайки, также необходимо следить за пламенем газовой горелки: смесь газа и кислорода, которая его формирует, должна быть сбалансированной.

Делать это необходимо по той причине, что сбалансированная газовая смесь активно нагревает металл, но не оказывает серьезного окислительного действия. О том, что газовая смесь сбалансирована, свидетельствует ярко-синий цвет пламени, которое имеет небольшой размер.

Читайте также  Как нарезать резьбу на медной трубке?

Если пламя горелки слишком маленькое по размеру и имеет бледно-голубой цвет, то это является свидетельством того, что в газовой смеси слишком много кислорода.

Для пайки небольших изделий из алюминия используются электрические паяльники и припои, плавящиеся при невысокой температуре.

Технологические приемы пайки

Пайка деталей, выполненных из алюминия, по технологии выполнения практически ничем не отличается от процесса соединения изделий, изготовленных из других металлов. Сначала соединяемые детали обезжириваются и тщательно зачищаются, после этого их выставляют в нужное положение относительно друг друга. Затем на зону будущего соединения необходимо нанести флюс и начать ее прогрев вместе с припоем до рабочей температуры.

Процесс пайки деталей из алюминиевого сплава

При достижении рабочей температуры кончик припоя начнет плавиться, поэтому им необходимо постоянно прикасаться к поверхности деталей, контролируя процесс нагрева.

Источник: https://respect-koa.com/kak-pripayat-med-k-alyuminiyu/

Пайка проводов паяльником: как сделать правильно

Один из самых надежных способов соединения проводов — пайка. Это процесс при котором пространство между двумя проводниками заполняется расплавленным припоем.

При этом температура плавления припоя должна быть ниже температуры плавления соединяемых металлов. В домашних условиях чаще всего используется пайка паяльником — небольшим устройством, работающим от электричества.

Источник: https://varimtutru.com/kak-pripayat-med-k-alyuminiyu-payalnikom/

Кислота для пайки алюминия

Как припаять медь к алюминию?

Алюминий совсем еще недавно был едва ли не самым распространенным «электрическим» материалом. Значительно дешевле меди, он обладает неплохими электрическими качествами. Поэтому все провода высоковольтных линий из него и делаются: легкий, хороший проводник, пластичный, малоокисляемый.

Паять алюминий можно. Хотя провода из этого металла бывает легче соединить другими способами: через винтовые клеммники, сваркой. Часто в распредкоробках алюминиевые провода просто туго скручивали. Такой способ применяли, когда в квартирах особо мощного потребления энергии обычно не наблюдалось.

Но теперь, с насыщением рынка мощной и разнообразной бытовой техникой, следует и всю бытовую питающую сеть приводить в такое качество, которое бы ориентировалось на серьезное потребление энергии, приближающееся к промышленному.  И в этом случае лучше паять алюминий в домашних условиях, чем скручивать.

Свойства алюминия как металла и проводника

Алюминий стоит в периодической таблице сразу за натрием и магнием — активными, даже горючими на воздухе, металлами. Поэтому он и является легким и очень активным металлом. Теплопроводность и электропроводность его ниже, чем у меди. Но так как алюминий легче меди, изделия из него там, где важны именно эти свойства, при той же массе получаются геометрически большими по размерам. И за счет конвекции теплоотвод от алюминиевых деталей может быть больше, чем от медных.

Активность алюминия работает против пайки — стандартной операции электрического и механического соединения многих металлов. Потому что активность такова, что он на воздухе немедленно окисляется. И покрывается непрошибаемой пленкой корунда — Al2O3. Другие соединения алюминия тоже очень прочны, что делает добычу этого самого распространенного в земной коре металла энергозатратной: на выработку 1 тонны алюминия нужно затратить 17 мегаватт/часов электроэнергии.

Только у нас в стране это не оказалось препятствием к большим объемам выработки и широкому применению этого металла.

Читайте также  Как определить медь в домашних условиях?

Кроме собственно алюминия используются сплавы на его основе — дюраль и силумин.

Если чистый алюминий идет в основном на электротехнику, то из сплавов делают различные изделия: из силумина — литые вещи (мясорубки, посуда), упорные конструкции, из дюраля — каркасы, корпусные детали, монтажные профили.  

Сплавы, казалось бы, работают против извечного врага пайщиков алюминия — оксидной пленки — и они должны паяться хорошо. Однако сама пайка дюраля и силумина нарушает ценные свойства этих сплавов в местах соединения, что делает пайки непрочными и быстро разрушаемыми.

О пайке алюминия

Поэтому паять алюминий нужно именно как таковой, а изделия из его сплавов можно попробовать спаять, но только там, где особых требований на механическую прочность вещей, которые паяются, не ожидается.

Порядок работ

Обычные этапы и средства пайки действуют и при пайке алюминия. Просто алюминий таков, что строже относится к выбору компонентов.

Пайка алюминия в домашних условиях требует:

  • Достаточно мощного паяльника (60–100 и более Вт). Это связано с теплоемкостью и теплопроводностью алюминия. Этот металл очень сильно отводит тепло от места пайки.
  • Применения дополнительных обрабатывающих поверхность металла материалов и инструментов: наждак, надфиль; медный купорос для лужения; железные или медные тонкие опилки.
  • Использования специальных флюсов, обволакивающих поверхность металла, препятствующих немедленному окислению кислородом воздуха или растворяющих оксид в кислоте.
  • Использования других веществ, создающих пленку на поверхности (солидол, машинное масло, жир паяльный, технический вазелин, аспирин, стеарин).
  • Припоя на основе олова с цинком (8:2); олова с медью (99:1); олова с висмутом; ПОС 40; ПОС 60; припоя для пайки алюминия.
  • Обязательного предварительного залуживания поверхности металла.
  • Тщательной последующей промывки мест спайки в теплой воде для удаления остатков кислоты и флюса.

Флюс для пайки алюминия

Флюсов для пайки алюминия продается великое множество — жидкие, пастообразные, карандаш, гель: Ф-34а, Ф-59А, ФТБф-А, Ф61А, Ф-63, ФТКА, Ф-64 и другие.

Флюс для пайки алюминия

Спаиваемые поверхности необходимо очистить, обработать надфилем или наждачной бумагой. После этого нагреть и нанести равномерный слой флюса.

Лужение поверхности металла

Необходимо в горячем состоянии под слоем флюса нанести повреждения слою Al2O3, который после механической зачистки успел образоваться на алюминии, и одновременно с этим нанести слой припоя.

Такими повреждающими элементами могут являться частички абразива, или тонкие железные или медные опилки, или кристаллики медного купороса, добавленные во флюс. Их следует, не дожидаясь высыхания или выгорания флюса, нанося паяльником слой припоя, втирать его жалом в поверхность.

При производстве работ в доме или квартире необходимо помнить, что компоненты флюсов едкие и токсичные, от нагревания паяльником кипят и дымятся. Необходимо работать в проветриваемом помещении.

Припаивание

Паять медь и алюминий ничуть не сложнее, чем спаять алюминий с медью. Обе поверхности надо залудить, медь этому подвергается без особых сопротивлений, надо ее только почистить и проканифолить перед лужением. Медь с алюминием дают прекрасные сплавы, так же как и пайка алюминия оловом, это не представляет других трудностей, кроме преодоления оксидной пленки.

Провода, предварительно залуженные, свивают в скрутку, и она паяется так, чтобы припой запаял щели между проводами.

Предметы протяженные, например трубы или трубки, оловянные фляги, припаиваются к алюминию совершенно аналогично. Если припаивается мелкая деталь на широкую поверхность с большим рассеянием тепла (например, фляжку), то паяющийся участок можно дополнительно подогревать  на газовой плите или горелке.

Источник: https://rem-serv.com/kislota-dlya-payki-alyuminiya/