19 лютого 2019 21 червня 2018 6 коментарів до запису Паяння алюмінію: припій, флюс, пальники

Здорова бажаю дорогим моїм читачам! Паяння алюмінію мене зацікавила ще років 5 тому, коли довелося терміново запаювати радіатор охолодження мого Коника. Нижче покажу його фото і місце пайки на радіаторі, який досі працює. Нещодавно мене запитали чим краще всього паяти алюміній? Я вирішив прочитати всі осудні статті та особисті думки щодо пайку алюмінію і викласти це на одній сторінці. Так народилася ця стаття. Поїхали!

Зміст

  • Чому алюміній погано паяется?
  • Як видалити оксидну плівку?
    • Осаджувати мідь або цинк
    • Використовувати масло без води
    • Паяти активним флюсом
  • Флюси для паяння алюмінію
    • Каніфоль
    • Порошковий флюс
    • Рідкий флюс
  • Припій для пайки алюмінію
    • Припій HTS-2000
    • Припій Castolin
    • Припій Chemet
    • Вітчизняні припої
    • Порівняння припоїв для паяння алюмінію
  • Порошковий дріт
  • Паяльник для пайки алюмінію
  • Пальники для пайки алюмінію
  • Що краще — зварювання або паяння алюмінію?
  • Як заробити на пайку алюмінію?

Чому алюміній погано паяется?

Хто намагався паяти алюміній, той знає, що звичайний припій на нього зовсім не липне. Все через стійкої плівки оксиду алюмінію, яка має погану адгезію до припою. Причому ця плівка покриває алюміній і його сплави дуже швидко. Не встигнеш зачистити — легкий метал вже окислився. Тому всі методи паяння алюмінію боряться спочатку саме з плівкою, а потім вже дбають про адгезії.

Оксид алюмінію (Al2O3) у мінералогії називається корундом. Крупні прозорі кристали корунду є дорогоцінним камінням. З-за домішок корунд буває забарвлений в різні кольори: червоний корунд (містить домішки хрому) називається рубіном, а синій — сапфіром. Тепер зрозуміло чому окісна плівка зовсім не паяется.

Як видалити оксидну плівку?

Оксидна плівка алюмінію видаляється двома способами: механічним і хімічним. Обидва способи видаляють оксид алюмінію в безповітряного середовищі, тобто без доступу кисню. Почнемо з самого складного, але самого правильного і надійного методу видалення — хімічного.

Осаджувати мідь або цинк

Хімічний метод пайки заснований на попередньому осадженні міді або цинку на алюміній шляхом електролізу. Для цього на потрібне місце наносять концентрований розчин мідного купоросу і у вільному місці підключають мінус акумуляторної батареї або лабораторного джерела живлення. Потім беруть шматок мідної (цинкової) дроту, підключають на нього плюс і занурюють у розчин.

Завдяки процесу електролізу мідь (цинк) осідає на алюміній і на молекулярному рівні прилипає до нього. Потім поверх міді здійснюється паяння алюмінію. Правда незрозуміло, як все це проходить через оксидний бар’єр. Думаю, що в цій інструкції пропущений етап дряпання алюмінію під плівкою мідного купоросу або іншого хімічного впливу. Хоча практика з відеоролика нижче показує, що можна і не дряпати.

Після осадження мідь або цинк лудятся без проблем стандартними флюсами. Мені здається, що цей метод має сенс застосовувати в промислових масштабах і для особливо відповідальних робіт.

Використовувати масло без води

Другий за складністю метод полягає у видаленні оксиду алюмінію під масляною плівкою. При цьому масло повинно містити мінімум води — підійде трансформаторне або синтетичне масло. Можна потримати масло при температурі 150 — 200 градусів кілька хвилин, щоб з нього випарувалася вода і воно не брызгало при нагріванні.

Під масляною плівкою також потрібно зайнятися видаленням оксиду. Можна потерти наждачним папером, подряпати скальпелем або використовувати зазубрені жало. Коли мені потрібно було запаяти радіатор охолодження двигуна, я вичитав спосіб зі стружкою. Беремо цвях, пиляємо його напилком, щоб отримати сталеву стружку.

Далі на місце пайки наносимо масло і насипаємо стружку. Паяльником з широким жалом намагаємося потерти місце пайки, так щоб між жалом і алюмінієм була стружка. У випадку з масивним радіатором, я додатково грів місце лудіння термовоздушной паяльною станцією.

Потім беремо припій на жало краплею, занурюємо в масло на місце пайки і знову розтираємо. Для кращого лудіння можна додати каніфолі або інший флюс. Відбувається так звана наплавлення під шаром флюсу. У відеоролику добре показана паяння алюмінію з маслом.

Паяти активним флюсом

Існують окремо розроблені активні флюси для паяння алюмінію. Зазвичай в них входять кислоти (ортофосфорна, ацетилсаліцилова кислота) і солі (натрієва сіль борної кислоти). Строго кажучи, каніфоль теж складається з органічних кислот, але на практиці вона дає слабкий результат на алюмінії.

У силу своєї активності, кислотні флюси обов’язково потрібно змивати після пайки. Після першої змивки можна додатково нейтралізувати кислоту лугом (розчином соди) і змити другий раз.

Активні флюси дають швидкий результат, однак пари цього флюсу вдихати прямо забороняється. Пари подразнюють слизові, пошкоджують їх або можуть потрапити в кров через дихальні шляхи.

Флюси для паяння алюмінію

Розглянемо всі поширені флюси для паяння алюмінію.

Каніфоль

Так, каніфоллю можна паяти алюміній. Так, у безповітряного середовищі без оксидної плівки. Навіть при такому розкладі часу зазвичай витрачається більше, ніж з активними флюсами. Так, це не професійно, але паяє ж.

Порошковий флюс

Порошкові флюси для паяння алюмінію часто застосовують разом з газовим пальником. При цьому всі пишуть, що кисень до полум’я додавати не можна. Через нього знижується ефективність флюсу із-за окислення алюмінію. Порошкові флюси часто застосовують наступні:

  • Активний флюс Ф-34А. Виконаний за ТУ 48-4-229-87 і має в складі — хлорид калію 50%, хлорид літію 32%, хлорид цинку 8%, фторид натрію 10%. Такий склад успішно використовується з легкоплавкими і тугоплавкими припоями, що містять багато хімічних добавок. Добре розчиняється у воді і гігроскопічний.
  • Бура (натрієва сіль борної кислоти) являє собою порошок, який при температурі 700 градусів плавиться і стає в’язким. Варто дешево, розчиняється у воді. Змивається добре з лимонною кислотою.
  • Ацетилсаліцилова кислота. Я якось пробував паяти таблеткою ацетилсаліцилової кислоти — пари сильно обпалюють очі і ніс. Загалом, небезпечна річ! Краще активним рідким флюсом паяти.
  • Активний паяльний жир — хоч і не є порошком, але є твердим флюсом, який складається з парафіну, вазеліну, деіонізованої води, хлориду цинку і хлориду амонію. Його структуру створює парафін, так що зазвичай паяльник опускають у банку або кришать паяльний жир на місце пайки. Паяє він досить добре, особливо якщо підігрівати місце лудіння. Пари краще не вдихати і відмивати після пайки, бо як кородує і окислює метали з часом. Втім, як і будь-який активний флюс.

Рідкий флюс

Рідкі флюси хороші тим, що їх можна наносити тонким шаром. Випаровуються вони активніше і часто мають пристрасні пари. Більше призначені для пайки паяльником.

  • Флюс Ф-64 містить тетраэтиламмоний, фториди, дионизированная вода, змочувальні присадки та інгібітори корозії. Він здатний руйнувати міцну оксидну плівку значної товщини, а значить підходить для пайки великих заготовок. Підходить для пайки алюмінію, оцинкованого заліза, міді, берилієвої бронзи і т. д.
  • Флюс Ф-61 містить триетаноламін, фторборат цинку, фторборат амонію. Його можна рекомендувати для паяння при 250 градусах або лудіння виробів з алюмінієвих сплавів.
  • Castolin Alutin 51 L містить 32% олова, свинець і кадмій. Цей склад краще всього виправдовує себе при використанні припоїв того ж виробника на температурах від 160 градусів і вище.
  • Є й інші рідкі флюси, але перераховувати їх не буду — всі повинні бути в рівній мірі хороші.

Припій для пайки алюмінію

Припої для пайки алюмінію часто робляться у більшої частини з алюмінію або цинку. Виробники вносять до складу різні добавки, щоб поліпшити властивості припоїв: знизити температуру плавлення, поліпшити міцність, змочуваність і т. д. Приїжджають до нас припої з Франції, Німеччини та Америки. Про вітчизняні теж розповім.

Припій HTS-2000

Це самий розрекламований припій. Паяння алюмінію з ним дуже проста. Подивіться промо-відео про паяння припоєм HTS-2000 від компанії New Technology Products (США). Кажуть, що він навіть краще і міцніше алюмінію. Але це не точно.

А ось реальний досвід паяння припоєм HTS-2000. Припій прилипає погано на початку, але потім начебто навіть взявся. Перевірка тиском показала, що місце пайки труїть. Є думка, що HTS-2000 потрібно паяти тільки з флюсом. Висновки робіть самі.

Припій Castolin

Припій Castolin 192FBK складається з алюмінію 2% і цинку 97%. 192FBK є практично єдиним припоєм для пайки алюмінію з алюмінієм у списку пропозицій французької компанії Castolin. Є ще припій AluFlam 190, але він призначений для капілярної пайки і не має флюсу всередині. Також в лінійці є припій Castolin 1827, призначений для пайки алюмінію з міддю при температурі близько 280 градусів.

Трубчастий припій Castolin 192fbk в сердечнику містить флюс, так що можна паяти без рекомендованого рідкого флюсу Castolin Alutin 51 L. У відеоролику нижче показаний процес пайки. Хороший припій — можна брати по ціні 100 — 150 руб. за пруток вагою 10 грам.

Припій Chemet

Припій Chemet Aluminium 13 застосовується для зварювання алюмінію і його сплавів, з температурою плавлення вище 640 градусів. Він складається з алюмінію на 87% і кремнію на 13%. Сам припій плавиться при температурі близько 600 градусів. Вартість — близько 500 руб. за 100 грам, в яких цілих 25 прутків.

Його старший брат Chemet Aluminium 13-UF має всередині трубки флюс, але коштує дорожче — 700 руб. за 100 грам і 12 прутків.

Жодних адекватних відеороликів за пайку цим припоєм я не знайшов. Звичайно цей список припоїв не є вичерпним. Є ще Harris-52, Al-220, ПОЦ-80 та ін

Вітчизняні припої

    • ПОС-61. А чому б ні? Коли я паяв алюмінієвий радіатор, у мене був під рукою тільки цей. І тримає добре вже 5 років.
    • Алюмінієвий припій 34А — для пайки газополум’яної пальником, в печі у вакуумі або з зануренням в розплав солей алюмінію і його сплавів, крім Д16 і містять > 3% Mg. Плавиться при 525 градусах. Добре паяє сплави алюмінію АМц, АМг2, АМ3М. За 100 грам доведеться заплатити близько 700 руб.
    • Припій марки А — виготовлений відповідно до ТУ 48-21-71-89 і складається з цинку на 60%, олова на 36% і міді на 2%. Плавиться при температурі 425 °С. 1 пруток важить близько 145 грам і коштує десь 400 руб.
    • SUPER A+ застосовується з флюсом SUPER FA і виготовляється в Новосибірську. Позиціонується як аналог HTS-2000. За 100 грам припою просять близько 800 руб. Відгуків поки що немає.

Порівняння припоїв для паяння алюмінію

У цьому ролику Майстер провів порівняння припою HTS-2000 з Castolin 192fbk і вітчизняним алюмінієвим припоєм «Алюмінієвий огірок». Огірок практично складається з алюмінію, так що міцність його висока, але треба паяти у пічці. Відгуки про припої HTS-200 вкрай негативні, а Castolin 192fbk добре паяє і має хорошу змочуваність при розігріві.

Інший Майстер порівнював HTS 2000 з флюсом Fontargen F 400M і припій Castolin 192FBK.

Результати такі:

  • HTS 2000 — тягучий припій, доводиться вдаватися до сталевих інструментів для розрівнювання припою по поверхні металу. З флюсом ситуація набагато краще.
  • Castolyn 192FBK — висока плинність і затекаемость. Маленькі дірочки паяються з ним швидко. Великі дірки їм паяти важко — може провалитися всередину радіатора.

Порошковий дріт

Флюсова порошковий дріт — потрібна для зварювання алюмінію, а не для пайки. Не плутайте ці два поняття. Перевагою цієї дроту є зварювання без застосування газу. Це електрозварювання для алюмінію. Цікава штука, але дорога. Покажу хороший відеоролик про зварюванні порошковим дротом.

Паяльник для пайки алюмінію

Паяння алюмінію за допомогою паяльника повинна враховувати площа споюваних деталей. Алюміній, як і мідь є хорошим провідником тепла, а значить тепла від паяльника повинна надходити більше, ніж розсіюють його спаиваемые деталі.

Приблизний розрахунок такий — 1000 кв. див. алюмінію ефективно можуть розсіяти близько 50 Вт теплової потужності. Виходить, щоб спаяти дві деталі із загальною площею 1000 кв. см, потрібно взяти паяльник потужністю близько 90 — 100 Вт, як мінімум. Тоді паяння алюмінію буде досить швидка, щоб не перетворитися на тортури.

Можна паяти і малопотужним паяльником. Наприклад, коли я паяв радіатор свого Коника паяльником 60 Вт, то мені допомогла термовоздушная паяльна станція, яка виконувала роль підігріву.

Жало паяльника краще брати з площею побільше. Зустрічав згадки зазубрених тис. Це щоб легше було знімати оксидну плівку під шаром масла. Таке жало застосовувати зручно — не потрібно стружку пиляти.

Пальники для пайки алюмінію

Коли потужності паяльника і підігріву не вистачає для спайки, наприклад, товстих алюмінієвих листів, то на допомогу приходять газові пальники.

Про пальника я вже писав окрему статтю — Топ 10 пальників для пайки. Потужність і розмір сопла пальника також залежить від тих площ, які потрібно прогріти. Перевагою грілки є безконтактне донесення тепла і висока швидкість розігріву. Часто краю заготовки не встигають нагрітися, а з’єднання вже спаяно.

Дотримуйтесь техніку безпеки при роботі з пальниками!

Ось що можна робити з простою пальником на балончику.

Що краще — зварювання або паяння алюмінію?

Спори при відповіді на це питання і не думає стихати. Виявляється, все залежить від вашого призначення. Точніше призначення ваших з’єднуваних деталей.

Якщо потрібно запаяти радіатор автомобіля, то підходить краще паяння алюмінію, бо дешево. Для відповідальних робіт (несучі конструкції) і харчових ємностей (наприклад, молочна фляга) краще підходить зварювання, бо як надійніше. От як би я сформулював відповідь на це питання.

Ясно, що Майстру з газовим зварюванням легше заварити радіатор, а не його паяти і навпаки — Майстру з паяльником легше запаяти.

А тепер подивіться про TIG зварювання для початківців. Дуже корисно і добре знято.

Як заробити на пайку алюмінію?

А тепер найцікавіше — як і скільки заробити на пайку алюмінію. Я відкрив Авіто і пошерстил вартість робіт за пайку алюмінію. Ось що вийшло:

  • паяння радіатора автомобіля, холодильника, кондиціонера — від 1000 руб.
  • паяння проводів електропроводки — 15 руб. за пайку.
  • ремонт велосипедних рам — від 500 руб.
  • паяння алюмінію для їжі, наприклад, каструль — від 100 руб.

Витрати:

  • Газовий балончик з пальником 700 — 1000 руб.
  • Припій Castolin 192FBK — 150 руб. за пруток * 5 = 750 руб.
  • Тренувальний радіатор — безкоштовно або за 500 руб. в металобрухт.
  • Бажання — безцінне!

Бізнес-план:

  • Витратити 2000 руб. на інструмент і досвід
  • Відбити витрати за 2 ремонту.
  • Ще залишиться на 3-4 ремонту мінімум.
  • Рентабельність 200 — 300 %!
  • А тепер обіцяне. Ось так приблизно виглядала мій радіатор.

    У цьому місці кожух вентилятора від нагрівання вигнувся і почав терти по радіатору. Утворилося три дірки, через які попер антифриз. Пам’ятаю цю нічку. Добре, що в межах міста був.

    У мене вийшло ось так.

    А ось і Коник. Думаю, що колір говорить сам за себе.

    У всій Ростовської області я бачив тільки одну таку ж машинку. Одного разу в р. Каменськ-Шахтинський ми з нею стали на світлофорі один за одним. Виглядало кумедно.

    От і все. Сподіваюся, що тепер паяння алюмінію для вас не є чимось особливим. Для вас працював Майстер Пайки. А чим ви паяете алюміній?