Флюс для сварки алюминиевых проводов

Обновлено: 24.04.2024

Благодаря своим физическим и механическим свойствам, алюминий очень часто используется при создании различных изделий. Помимо своей легкости и относительно большой крепости металл обладает хорошей проводимостью, так что из него делаются провода для различных электрически установок. Пайка алюминиевых проводов является тонким и деликатным процессом, так как толщина металла в них является низкой, что усложняет процесс спаивания, а свойства самого металла не способствуют получению качественного соединения, если не применить дополнительные приспособления и инструменты. Большинство движений приходится делать быстро и четко, чтобы не перепалить сами провода.

Пайка алюминиевых проводов

Как и сварка алюминия, данный процесс осложняется борьбой с оксидами и прочими вещами. Но, по причине частой эксплуатации, людям с ним приходится сталкиваться, как в промышленных, так и в домашних условиях. Благодаря тонкости самих проводов, пайка алюминиевых контактов не требует особо мощной техники. Также здесь нет высоких требований к прочности будущего соединения, ведь тут не предвидится высоких механических нагрузок. Это облегчает процесс выбора припоя для пайки алюминия. Здесь главное соблюдать принцип сохранения высокой проводимости электричества, чтобы контакты не перегревались из-за повышенного сопротивления.

Спаиваемость алюминиевых проводов

Пайка алюминиевых проводов осложняется рядом из нескольких факторов, которые препятствуют нормальному соединению. Они вызваны свойствами металла и особенностями работы. Главным врагом здесь выступает оксидная пленка, которая покрывает алюминиевые поверхности при любом контакте с воздухом, причем за относительно короткий промежуток времени. Она не расплавляется при тех температурах, при которых плавится сам алюминий, не говоря уже о температуре плавления припоя, поэтому оксидная пленка мешает образованию прочного контакта, обволакивая металл припоя.

Во время нагрева алюминий не меняет цвет и трудно понять, достаточно ли он прогрелся для пайки. Таким образом, пайка алюминиевого провода может закончиться порчей самого провода. Несмотря на то, что спаиваемость металла считается низкой, профессионалам приходится часто с ним встречаться и для борьбы со сложными моментами используются различные средства, каждое из которых помогает решить поставленную проблему. Алюминий плохо взаимодействует с остальными элементами, так что если приходится спаивать два различных провода, то свойства спаиваемости становятся еще хуже. Пайка алюминиевых проводов между собой происходит согласно ГОСТ 21930-76.

Трудности пайки алюминиевых проводов

Помимо оксидной пленки и отсутствия визуального контроля за температурой нагрева металла, существует еще несколько сложностей. Пайка алюминиевых одножильных проводов должна проводиться всего за несколько секунд, чтобы не повредить самому проводу. Температурное воздействие на алюминий подвергает структуру металла изменениям, в результате чего он теряет свою прочность и гибкость.

Пайка алюминия паяльником в домашних условиях

Практически все процедуры, вне зависимости о того какой вид пайки используется, должны проходить полный круг подготовительных процедур, куда входит лужение, обработка флюсом и зачистка. Именно такие процедуры помогают ликвидировать оксидную пленку, благодаря которой получается основная масса брака при пайке. Еще одной сложностью становится правильный выбор параметров, так как рабата с тонкими элементами требует деликатного подхода. В то же время, небольшая толщина изделий помогает беспроблемно производить все в домашних условиях без явной потери качества.

Способы пайки алюминиевых проводов

Пайка алюминиевых проводов в домашних условиях может осуществляться несколькими способами. Одним из основных является пайка алюминиевых проводов паяльником, так как это один из самых простых и распространенных инструментов, который есть в каждом доме. Достаточно подобрать паяльник требуемой мощности, чтобы расплавить припой и сделать соединение. В отличие от других способов, он наиболее прост в подготовке, но требует, чтобы рядом находился источник электричества. В отличие от горелки, паяльник является более грубым методом, так что для работы со слишком тонкими материалами он может оказаться непригодным.

Пайка алюминия паяльником

Способ при помощи горелки, которая может быть газовая или бензиновая, помогает проводить более деликатные процедуры, так как тут легче регулировать температуру и газ отлично прогревает не только сам провод и припой, но и области, которые находятся рядом с ними. Подготовка горелки более длительная процедура, так как ее нужно заправлять, подбирать режим и так далее. Также это менее безопасный вариант, но после всего не нужно ждать, пока инструмент будет долго остывать, как это происходит при работе с паяльником.

Пайка алюминиевых проводов горелкой

Подготовка к пайке

Вне зависимости от того, происходит пайка алюминиевых проводов с медными, или с такими же, как и они, следует ответственно отнестись к подготовке, так как от этого зависит успех операции. В первую очередь нужно заняться зачисткой поверхности, что помогает убрать оксидную пленку. Для проводов подойдет мелкозернистая наждачная бумага или какой-либо аналогичный вариант. После этого следует залудить конец провода, который будет спаиваться и, если все производится при помощи паяльника, следует залудить и жало паяльника. Несмотря на проблематичность использования некоторых разновидностей флюса, в качестве заменителя можно применять металлическую стружку припоя или же какие-либо жидкие варианты, которые улучшат смешиваемость и увеличат скорость соединения.

Народные советы по пайке алюминия

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.

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.

Профессиональное развитие начинается здесь: Телеграмм канал Домашняя электрика

Пайка алюминия в домашних условиях

Процесс соединения алюминия и его сплавов при помощи пайки является сложным процессом, так как материал обладает не самыми лучшими свойствами для этого. Тем не менее, его активно используют в промышленной сфере и детали из него, которые нуждаются в ремонте, встречаются в различных областях. Пайка алюминия в домашних условиях осложняется тем, что невозможно обеспечить ту же техническую базу, что и при промышленной обработке. В то же время сам алюминий хорошо обрабатывается механическим способом, так что подготовить металл не составит большого труда.

Здесь применяются практически те же самые методы, а также подбирается соответствующий припой для пайки алюминия. Иногда в качестве флюса используются подручные средства, такие как металлическая стружка из алюминия, канифоль и прочее. Они не всегда помогают в той же степени, как и заводские варианты, но обеспечивают улучшение качества соединения. Дома чаще всего паяются провода, различные корпуса бытовой техники, алюминиевая посуда и прочие детали. Несмотря на то, что пайка алюминия паяльником в домашних условиях не требует полного соблюдения технологических требований, все они повышают качество соединения, так что требуется максимально им соответствовать.

Технология пайки алюминия

Преимущества

Пайка алюминия в домашних условиях происходит более быстро и просто, так что соединение можно спаять всего за несколько минут, имея в наличие все необходимые вещи;
Тут не нужно применять сильно мощные средства, так как температура плавления самого алюминия является более низкой, чем у других металлов, а соответственно, припои имеют еще более низкую температуру плавления;
Даже при выполнении всех операций дома это оказывается очень безопасной процедурой;
Можно без проблем работать с тонкими заготовками и проводами, причем не нужно выставлять высокую точность в параметрах работы оборудования;
Соединения получаются крепкими даже при работе дома.

Недостатки

Высокий риск образования брака, причем все это усложняется плохими свойствами свариваемости металла;
Сложно бороться с оксидной пленкой, которая образуется на поверхности металла практически моментально, даже после механической очистки, так как ее температура плавления в три раза выше плавления алюминия;
Во время нагрева металла трудно отследить его степень его прогревания, так как цвет металла в это время практически не меняется;
Если перегреть металл, то его структура начнет меняться и он будет терять свою прочность, поэтому, не стоит приближаться к значению температуры плавления металла;
В домашних условиях порой трудно подобрать подходящий припой и флюс.

Возможные способы пайки алюминия дома

Пайка при помощи алюминиевых припоев является самым стандартным способом, который очень распространен в домашних условиях. Это случилось благодаря его просто те и доступности, что не исключает высокого качества итогового результата. Тут пригодятся легкоплавкие присадочные материалы и флюсы для улучшения качества соединения. Здесь может использоваться как повольник, так и газовая горелка.
Пайка карандашом в домашних условиях является одним из самых простых и доступных способов, так как для его осуществления требуется минимум инструментов. Сам карандаш является особым легкосплавным материалом, который может расплавиться при воздействии температуры на него и на место спайки, после чего застывает на поверхности. Несмотря на то, что качество соединения ниже, чем при предыдущем способе, он пользуется популярностью благодаря своей простоте.
Пайка с помощью пасты, которую можно считать как припой своеобразной консистенции. Его предварительно следует распределить на месте соединения, а затем расплавить при помощи соответствующих инструментов. Пайка алюминия в домашних условиях газовой горелкой происходит намного проще, так как паста легко расплавляется от пламени и сразу растекается по всем необходимым местам.

Материалы и инструмент

Паяльник относится к основным инструментам, так как именно с его помощью расплавляется припой, флюс и прогревается деталь. Паяльники различаются по своей мощности, так как это основной параметр, на который стоит обращать внимание при выборе. Он определяет, в каком температурном диапазоне будет идти работа.
Газовая горелка является альтернативным основным инструментом при пайке. Она обладает более высокой функциональностью, так как с ее помощью можно не просто разогревать металл припоя до расплавленного состояния, но и подогревать основную заготовку. Горелки также отличаются друг от друга по мощности, но она может регулироваться, в зависимости от расхода объема газа за единицу времени. Также в инструменте могут присутствовать другие дополнительные функции.
Флюс является дополнительным расходным материалом, который применяется для улучшения качеств спаивания. Для самого алюминия и его сплавов могут быть различные разновидности флюса, что зависит от технологии процесса.
Припой относится к основному расходному материалу, который заполняет область спаивания. Он должен отличаться высокой текучестью и хорошо смачивать поверхность. При выборе нужно ориентироваться, чтобы температура его плавления была ниже, чем у основного металла. Состав припоя выбирается в зависимости от способа сварки.

Пошаговая инструкция

Подготовка металла, куда входит механическая зачистка при помощи наждачной бумаги или мелкой металлической щетки, а также обработка поверхности растворителем, таким как ацетон, или любой другой.

Далее следует залудить место спайки при помощи флюса, что может потребоваться и для жала паяльника, чтобы ускорить расплавление припоя.

Флюс для пайки алюминия

После этого можно приступать к самому спаиванию. Для этого требуется разогреть паяльник до нужной температуры, или отрегулировать горелку, после чего начать расплавлять припой в месте соединения. Это нужно делать небольшими частями, чтобы металл равномерно растекался по поверхности.

Припой для пайки алюминия

«Важно!
Из-за высокой текучести припоя следует устанавливать заготовки на ровной поверхности, чтобы они не стекали под углом.»

Соединение сваркой алюминиевых проводов

"Правила устройства электроустановок" допускают только 3 способа соединения проводников: пайка, сварка и зажим в клеммах. Это касается и предварительно скрученных проводов в разветвительных коробках. Наилучшими электрическими характеристиками, надёжностью и долговечностью обладает однозначно сварка. Кроме того, при большом количестве соединений этот способ оказывается еще и самым быстрым и дешевым. С медными проводами вопрос решен и закрыт.

Однако, несмотря на требования 7-го издания ПУЭ о прекращении использования для электропроводки алюминиевых проводов (при сечении менее 16 кв.мм.), они все еще применяются и достаточно широко. Например, при ремонте (без полной замены) старой алюминиевой проводки. Комбинировать медь с алюминием еще хуже, чем оставить алюминий.

Таким образом, вопрос о сварке алюминия становится очень актуальным, тем более, что его физические и химические свойства затрудняют и другие способы соединения.

Самым неприятным из этих свойств является быстрое окисление алюминия на воздухе с образованием весьма прочной оксидной плёнки. Она обладает настолько большим электрическим сопротивлением, что в низковольтных приборах (микрочипах, электролитических конденсаторах и т.п.) даже используется в качестве диэлектрика.

В пружинных и винтовых соединениях (за счёт деформации основы) оксидная плёнка в момент протяжки разрушается, но переходное сопротивление контакта с такими вкраплениями оказывается все-таки повышенным, что ведёт к его нагреву со всеми вытекающими последствиями. Еще больше мешают окислы пайке и сварке.

Для борьбы с этой плёнкой при пайке может применяться механическая зачистка во время лужения долго и сложно, особенно на высоте, а при сварке – осциллирующие аппараты, работающие в атмосфере инертного газа и пробивающие оксидную пленку высоковольтными электрическими импульсами – весьма громоздкие и дорогие.

Универсальным методом для обоих типов соединений является химическое растворение плёнки специальными флюсами. Поиск оптимального состава флюса – задача непростая: он должен эффективно растворять оксид алюминия, минимально реагируя с чистым металлом (притом, что прочность, температура плавления и химическая стойкость оксида значительно выше), не выделять каких-либо вредных соединений, вызывающих коррозию окружающих предметов или слишком токсичных для человека, и так далее.

На сегодняшний день существует весьма неплохой, приемлемый для работ и на высоте, выбранный из нескольких вариантов состав флюса, который был испытан при отработке технологии сварки алюминиевых скруток с помощью аппарата сварки скруток ТС 700-2.

Флюс для сварки алюминия представляет собой белый порошок, который достаточно растворить водой до состояния сметаны и нанести путём погружения или кисточкой на конец 4-6 мм подготовленной скрутки.

Сварка производится аналогично медным проводам – примерно за 1-2 секунды подводимым снизу, к торцу скрутки угольным электродом. Для качественной сварки поверхность электрода следует периодически очищать от прикипевшей окалины и шлаков. Флюс растворяет оксидную плёнку алюминия, исключает доступ кислорода в процессе формирования капли и предотвращает прилипание электрода.

Но важно сначала потренироваться на заранее подготовленных скрутках прежде, чем приступать к сварке на ответственных объектах. Желательно, после сварки концы сваренных скруток промыть любым растворителем и покрыть любым быстросохнущим лаком с последующей их изоляцией.

Важным моментом при сварке алюминиевых скруток малых сечений является достаточно низкое напряжение дуги. Более низкая, чем у меди, температура плавления алюминия приводит к его разбрызгиванию в месте образования необходимой капли. Поэтому следует использовать аппараты с напряжением на электродах не более 20В, например, специально сконструированный для сварки в разветвительных коробках и шкафах трансформатор ТС 700-2.

В заключение (чтобы у кого-то не сложилось ошибочных впечатлений) резюмируем так: не изобретено ничего революционного. Старый проверенный способ. Просто теперь существует более эффективный флюс и более удобный и недорогой специализированный сварочный аппарат, подходящий для сварки скруток из разных материалов, что делает сварку скруток доступной даже новичкам-электрикам, после соответствующей тренировки.

Аппараты для сварки медных и алюминиевых скруток Тс 700-2, используются в электромонтажной сфере.

Читайте также: