Флюс для сварки алюминия своими руками

Обновлено: 18.05.2024

В отличие от спаивания деталей из других металлов и сплавов соединение алюминия при помощи пайки является наиболее трудновыполнимым. Оно требует специальных флюсов.

Особенности

Флюс для пайки алюминия существенно отличается от составов, используемых для паяния меди и стали. Для него применяются реагенты, легко растворяющие окисную плёнку на поверхности алюминиевой детали, препятствующую пайке.

По сравнению с цинком и железом алюминий более активен – за считаные секунды тщательно зачищенная алюминиевая деталь образует новую оксидную пленку. Причем последняя не менее плотная, чем только что счищенная. Чтобы при зачистке алюминиевой детали не допустить образования новой оксидной пленки, и нужен слой флюса, закрывающий доступ к алюминию кислорода из воздуха.

В отличие от меди и стали алюминий обладает низкой температурой плавления – всего 660 градусов. Из-за этого перегрев алюминия чреват уменьшением прочности самой детали. Нагрев алюминия до 300 градусов приводит к уменьшению устойчивости детали или всей конструкции, на которой производится пайка.

Алюминиевые сплавы по сравнению с чистым алюминием плавятся при температуре менее 600 градусов. Чтобы этого избежать, применяются более низкотемпературные припои, содержащие олово, кадмий, висмут и индий. За слишком низкотемпературную пайку пользователь расплачивается неудовлетворительной прочностью паяного соединения. Поэтому в припой, предназначенный для пайки алюминия, вводят цинк, хорошо растворяющийся в алюминии.

Соединение на основе цинксодержащего припоя удаётся более прочным – сам цинк плавится при 420 градусах.

Распространённые виды

Имея в наличии специальный высокотемпературный паяльник и такой же припой, алюминий можно спаять, к примеру, с использованием канифоли.

Канифоль

Хотя канифоль является простейшим органическим флюсом, такой способ пайки требует отсека, из которого откачан воздух. Самостоятельно в домашних условиях спаять алюминий в безвоздушной среде весьма затруднительно. Жало паяльника обработано так, что на его конце имеется специальная канавка, облегчающая зачистку алюминиевой проволоки.

Порошковые

Чтобы избежать данных затруднений, и придуманы высокоактивные флюсы. Один из таких видов – порошковый состав. Пайка с его помощью требует паяльной лампы – газовой горелки, создающей концентрированный, узконаправленный поток пламени. Но отдельно вводить кислород в пламя запрещается – флюс быстро выгорает, а на спаиваемых деталях в точке соединения образуется новая окисная пленка.

Простейшие порошковые флюсы – лимонная и ацетилсалициловая кислоты. При пайке они выделяют большое количество паров, содержащих органические соли на основе этих кислот. Вдыхание этих паров небезопасно. Альтернатива – высокотемпературный порошковый флюс на основе натриевой соли борной кислоты: только при температуре свыше 700 градусов он приобретает вязкость, и его применение для алюминиевых сплавов весьма ограничено.

Паяльный жир можно измельчить в порошок. Он изготавливается на основе любого тугоплавкого жира, технического вазелина, парафина и иных органических реагентов, сохраняющих твёрдость при комнатной температуре. В качестве основных неорганических реагентов – вода, «очищенная» от ионов, хлорид цинка и хлорид аммония.

Жидкие

Жидкий флюс часто содержит в себе минеральную кислоту либо соль на её основе. Испарение этого флюса при пайке ещё более опасно для глаз и органов дыхания, чем всё те же лимонная и «аспириновая» кислоты.

Его основное достоинство – наивысшее качество пайки. Кислота, вступая в реакцию с алюминием, образует на его поверхности солевой слой, легко поддающийся пайке. Недостаток жидких флюсов – их остатки нужно смывать после окончания работ, чтобы не допустить коррозии.

Как сделать своими руками?

Зачастую под рукой нет крепких минеральных кислот. Их могут заменить кислоты органические: лимонная, уксусная, ацетилсалициловая и другие. Флюс также готовится на основе любого масла, в котором не содержится большого количества воды. Чтобы выпарить из масла воду, его прогревают при температуре до 200 градусов. При более высокой температуре оно пережигается до углерода.

Если нет технического или индустриального масла, воспользуйтесь солидолом, вазелином или парафином, в который добавляется стальная или медная стружка.

Его назначение – зачистить алюминий, счистить с поверхности детали оксидную пленку, а органический наполнитель не даст кислороду вновь окислить алюминий. Это и есть самодельный флюс с медью или железом. Некоторые паяльщики применяют в качестве наполнителя китовый жир.

Поскольку цинк лучше соединяется с алюминием, хлорид цинка готовится на основе соляной кислоты. Такой простой, но весьма активный, действенный флюс может применяться не только при пайке алюминия, меди, стали и цинка. Препараты, например, содержащие соляную кислоту таблетки, продаются в аптеке – они используются пациентами, у которых нарушена выработка этой кислоты для желудочного сока.

Чтобы приготовился раствор хлорида цинка, несколько таких таблеток растворяют в дистиллированной воде, а затем опускают туда цинковые пластины, вырезанные из металлического стакана солевых батареек. Когда выделение водорода прекратится – реакция окончена, флюс готов к применению.

Как пользоваться?

Паять алюминий следует только после полного удаления оксидной пленки. Зачистить соединяемые точки деталей наждачкой не удастся – на месте старой пленки оксида алюминия тут же образуется новая, хоть и более тонкая. Перед удалением окисной плёнки поверхность деталей обезжиривают с помощью ацетона, 646-го растворителя или спирта.

После растворения оксидной пленки детали зажимают в тисках, прогревают паяльником и наносят слой припоя. При отсутствии флюса под разогретой и размягченной канифолью поверхностные слои, включая оксидную пленку, соскабливаются при помощи жала паяльника; такое место спайки не будет отличаться повышенной прочностью.

Если есть возможность, мелкие детали в точке спайки погружаются в предварительно расплавленный припой, при этом паяльник должен иметь повышенную мощность – вплоть до 100 Вт.

Подробнее о флюсе для пайки алюминия смотрите в видео ниже.

Флюс для пайки алюминия

Алюминий является популярным, но сложным для сварочного процесса металлом. Решением проблемы является флюс для пайки алюминия. Следует использовать именно эту разновидность, поскольку флюс для алюминия имеет значительные отличия от такого же элемента, предназначенного для сварки других материалов.

Применение алюминия

Распространенность применения изделий из алюминия заключается в первую очередь в том, что он является легким металлом. Алюминий широко используется в электротехнике, поскольку обладает отличной электропроводимостью.

Для бытовых нужд из этого металла изготавливаются кастрюли, бидоны, дуршлаги, кружки. Чистый алюминий применяют для производства фольги, используемой для электролитических конденсаторов. Можно его использовать и при производстве радиаторов.

Однако, пайка этого металла может доставить массу проблем. Это объясняется тем, что при легком взаимодействии с воздухом, поверхность алюминия покрывается тонкой, но твердой оксидной пленкой. Она защищает алюминий от дальнейшего окисления, но при процессе пайки создает труднопреодолимую преграду.

Существует несколько методов решения этой проблемы, например, пайка с канифолью, однако наилучший результат дает применение специально предназначенных для этого флюсов.

Проблемы при пайке

Температура плавления алюминия не превышает 660 градусов. Следствием этого является применение из экономических соображений сварочных аппаратов, не обладающих чересчур большой мощностью.

Однако, на поверхности алюминия имеется окисная пленка, которую необходимо убрать перед началом процесса сварки. А вот для ее расплавления требуется нагрев до температуры 2000 градусов. При достижении такого значения разрушится не только окисная пленка, но и сам металл, что приведет к ухудшению качества сварного соединения. Помимо всего окисная пленка после ее расплавления может восстановиться. Из-за устойчивости оксидной пленки, обладающей слабой адгезией к припою, обычный припой с трудом прилипает к поверхности детали.

Флюс для пайки алюминия решает эту проблему. При его нанесении на область сварки он перекроет проход воздуха в эту зону, что приведет к ослаблению негативного воздействия окисной пленки. По сравнению с другими металлами, например, железом и цинком, алюминий является более активным - зачищенная деталь может мгновенно вновь покрыться пленкой окиси. Поэтому и от флюса, предназначенного для алюминиевых деталей, также требуется быстрота воздействия.

Активный флюс для низкотемпературной пайки алюминия быстро растворит окисную пленку на поверхности изделий, мешающую нормальному растеканию припоя. Помимо этого, в припой, предназначенный для соединения алюминиевых изделий, добавляют цинк, обладающий способностью хорошо растворяться в алюминии.

Соединение на основе припоя с содержанием цинка обладает большей прочностью. Сочетая соответствующий припой и флюс универсальный для пайки алюминия можно без особых сложностей получить качественное соединение.

Особенности вещества

Активный флюс для пайки алюминия имеет существенные отличия от аналогичных веществ, используемых для соединения изделий из стали, латуни и меди, так же, как отличаются между собой свойства самих этих металлов. В основе состава флюса содержатся вещества, которые могут без особого труда растворять окисную пленку на поверхности алюминия. Для пайки алюминиевых изделий используются флюсы под различными номерами.

К наиболее простым относятся флюсы № 8 и 9, однако, их активность не является слишком большой по сравнению с теми, которые включают в себя соединения фтора. Выбор осуществляется, исходя из особенностей конкретной работы. Существуют флюсы, которые применяются для сварочных соединений деталей без их предварительной подготовки. Наиболее распространенным таким видом флюса является Ф-64.

Состав флюса для пайки алюминия под номером Ф-64 способствует его повышенной активности, что позволяет с успехом очищать от оксидной пленки даже не зачищенные поверхности. Раствор является бесцветным или светло-желтым.

Используемые припои

Когда осуществляется сварка изделий, изготовленных из алюминия, рекомендуется использование припоев из оловянно-свинцовой группы. Наиболее качественное соединение можно получить, если использовать вид припоев, в составе которых содержатся такие элементы, как кремний, цинк, медь. Внесение добавок значительно улучшают качество припоя - понижают температуру его плавления, увеличивают смачиваемость, делают более прочными.

Такие виды припоев выпускаются отечественной промышленностью и зарубежными производителями. Наиболее низкой температурой плавления обладают оловянно - свинцовые припои. К одной из наиболее распространенных марок припоя для сварки алюминия относится HTS-2000. Опытные сварщики говорят, что использовать припой HTS-2000 для получения качественного соединения следует только с флюсом.

К неплохим веществам из этой области также можно отнести припой французской фирмы Castolin 192FBK, а также припой Castolin 1827, используемый при соединении деталей из алюминия и меди. Отечественным аналогом HTS-2000 служит изготавливаемый в Новосибирске припой SUPER A+, который применяется совместно с флюсом SUPER FA.

Флюс Ф-61

Достоин особого внимания такой вариант, как Ф-61 флюс. Он относится к виду флюсов активного действия для удаления оксидов с поверхности алюминиевых изделий, предназначенных для спаивания. Одновременно он улучшает процесс растекания жидкого припоя. Флюс Ф-61А может использоваться также при соединении алюминия и сплавов на его основе с медными и стальными изделиями. Из всей группы подобных элементов его выделяет то, что он изготовлен на основе фторборатов.

Флюс Ф-61А производства «REXANT» является низкотемпературным флюсом. Он используется, когда происходит пайка алюминия с помощью припоев, входящими в оловянно-свинцовую группу. Температурный режим при этом находится в диапазоне 150-320 градусов.

Ф-61А флюс имеет следующий состав:

триэтаноламин - 82 процента;
фторборат цинка - 10 процентов;
фторборат аммония - 8 процентов.

Флюс расфасован в стеклянные флаконы темного цвета по 30 миллилитров вещества в каждом. Размеры флакона в среднем составляют 35х20 с высотой 76 миллиметров. Вес флакона составляет порядка 0,03 килограмма. Для удобства применения флакон снабжен капельницей, что дает возможность применять флюс дозировано.

Флюс соответствует требованиям нормативного документа ОСТ 4 ГО.033.200. Его стоимость является доступной. Флюс Ф-61А снабжен инструкцией по применению, которую необходимо внимательно изучить перед началом использования. В частности, в нем указаны меры предосторожности во время сварки.

Если флюс попадет на кожный покров сварщика, то следует сразу промыть эту область мыльной водой и протереть насухо чистой материей. Хранить флаконы с флюсом необходимо таким образом, чтобы они не могли попасть в руки детей. Гарантийный срок хранения составляет один год. После окончания процесса остатки флюса убирают при помощи салфетки, смоченной водой или спиртом.

Самостоятельное изготовление

Имеется возможность изготовить флюс для пайки алюминия своими руками. Для изготовления подойдут вещества, которые обладают хорошей растворяемостью и антиокислительными качествами. Когда готовят флюс для алюминия своими руками, то за основу берутся спирт, кислоты, масла.

Самый простой флюс можно приготовить, растворив воде таблетку ацетилсалициловой кислоты, наиболее известной под названием аспирин. Растворять таблетку следует до исчезновения осадка. Также можно использовать гранулы лимонной кислоты.

Хороший флюс можно получить, растворив в этиловом спирте канифоль. Поскольку она растворяется медленно, то ее следует измельчить как можно более тщательно. Для завершения растворения раствор следует оставить на некоторое время. Этот процесс можно ускорить, поместив раствор в стеклянную баночку и нагревать в водяной бане до температуры 80 градусов.

Преимущество флюса, полученного из растворенной в спирте канифоли, заключается в его нейтральности, что позволяет не смывать его остатки после окончания процесса пайки. Допускается растворение не в этиловом спирте, а в глицерине. Такой флюс будет более густым и удобным при применении.

Интересное видео

Делаем флюс для пайки своими руками

По-настоящему качественная и быстрая пайка недостижима без использования флюсов. Флюс – составной или простой реагент, позволяющий сделать пайку кабелей, проводов и радиодеталей более качественной и надежной.

Какие вещества можно использовать?

Наложить при пайке одну или несколько капель обычного оловянно-свинцового припоя на зачищенное, полностью подготовленное соединение деталей и/или проводов без вспомогательных реагентов весьма затруднительно. Эти реагенты, или паяльные флюсы, подразделяются на органические и неорганические. По кислотности флюсы также делятся на активные (кислотные) и неактивные (бескислотные). Первые воздействуют на поверхностный слой спаиваемых металлов и отчасти изменяют их химический состав, из-за чего их после пайки необходимо смывать, так как паяный стык может со временем окислиться.

Вторые не требует удаления – являясь чаще всего органическими, они даже защищают паяное место от попадания воды.

Самыми простыми из широко и давно известных являются хлорид цинка и канифоль. Хлорид цинка, или так называемую паяльную кислоту, можно заменить на лимонную или аспириновую (ацетилсалициловую). Канифоль также хорошо растворяется в спирте или глицерине. К наиболее опасным флюсам относят вещества, включающие в себя соляную и фосфорную кислоты. Самые сложные составы могут содержать в себе сурочий или китовый жир, смешанный с канифолью и нашатырем (хлорид аммония).

Любой паяльный флюс имеет три направления предназначения.

Защита нагревающихся металлов и сплавов, из которых состоит заготовка, и самого припоя от образования оксидной пленки. Дело в том, что при значительном разогревании (до 300 градусов) она образовывается в десятки раз быстрее, чем при нормальных условиях. Она препятствует контакту припоя с заготовками. Задача паяльного флюса – не допустить образования этой плёнки.

Предварительная очистка поверхности свариваемых заготовок от большинства посторонних реагентов, ухудшающих качество пайки. Это отдалённо напоминает шлак, который вовремя не сбили со сварного шва и продолжили варить заготовки дальше.

Снижение значения силы поверхностного натяжения припоя с целью более равномерного его растекания. При этом паяная точка имеет аккуратный и законченный вид.

Хлорид цинка используют для пайки стали. Исключение – нержавеющая сталь: здесь уже применяется фосфорная кислота. Медь, золото, серебро и покрытая их слоями сталь и алюминий паяются при помощи спиртовых и флюсов, содержащих в себе органические кислоты. А вот для пайки чистого алюминия или латуни применяется, например, флюс на основе китового жира и припой, содержащий данный металл (либо сплавы на его основе).

В каждом конкретном случае важно правильно подобрать нужный флюс.

Промышленные флюсы в последнее время всё чаще вводятся как гель в полость трубки из припоя, что обеспечивает мастеру дополнительные удобства при высоком темпе паяльных работ. Самодельные же флюсы не обладают такими достоинствами – их необходимо наносить при помощи кисточки перед наложением на спаиваемые детали припоя.

Способы приготовления

Флюс для пайки, приготовленный своими руками и в домашних условиях, по свойствам и консистенции значительно проигрывает промышленному составу. Однако он, как и магазинный, значительно облегчит и ускорит сам процесс.

Хлорид цинка готовится на основе соляной кислоты. Её можно купить в таблетках в аптеке – эти таблетки используют пациенты, чей желудок не вырабатывает в нужном количестве соляную кислоту, входящую в состав желудочного сока. В данном случае источник цинка – это обычные солевые батарейки. Они имеют цинковый стакан, из которого при разборке извлекаются графитовые стержни и порошкообразные реагенты, являющейся частью электрохимической системы такой батарейки. С одной батарейки можно получить несколько граммов чистого цинка.

Соляная кислота в таблетках разводится в небольшом количестве воды, затем в неё опускается цинковая пластинка.

На литр соляной кислоты потребуется 412 г чистого цинка. Добавление такого же количества аммиака позволит использовать этот флюс для пайки алюминия – он является самым сложным в пайке, так как прочная оксидная пленка образуется на нём почти мгновенно.

Соляная кислота заменяется и фосфорной – схема приготовления орто- и метафосфата цинка всё та же. Для создания флюса на основе крепких (минеральных) кислот используйте стеклянные емкости.

Ацетилсалициловая или лимонная кислота растворяются в воде – одна часть порошкообразной кислоты на одну или несколько частей воды, при этом осадка быть не должно.

Канифольно-спиртовые флюсы создаются следующим образом:

канифоль измельчают в ступке или в ложке до мелкого порошка, причем чем меньше каждая гранула канифоли, тем быстрее она растворяется в спирте;
в этанол или глицерин добавляют ровно столько канифоли, чтобы через несколько часов не оставалось осадка, а если всё же осадок образовался и не растворяется, значит, дозировка канифоли превышена;
когда жидкого состава становится все меньше, более твердый осадок разбавляют нужным количеством спирта или глицерина.

Глицериновый флюс гуще спиртового, пользоваться им намного удобнее – он менее текуч.

Также растворенную в этиловом спирте канифоль можно перемешать с глицерином. Такой комбинированный состав еще более действенен, но требует смывания после пайки.

Обычная канифоль готовится самостоятельно. Соберите живицу со стволов деревьев в тёплую погоду и переплавьте ее при 150 градусах.

Флюс на жировой основе создается следующим образом: на три части жира и три части аммиака используется одна часть канифоли.

Заключение

Правильно приготовленный флюс равномерно растекается и смешивается с припоем непосредственно в процессе пайки. Комкование флюса, образование из него шариков при нагревании затрудняет пайку.

Как сделать флюс для пайки своими руками, смотрите далее.

Читайте также: