Паста для сварки алюминия

Обновлено: 02.05.2024

Припои для пайки алюминия сегодня выпускают многие известные торговые марки, но выбор этих расходных материалов нужно осуществлять не только исходя из популярности бренда. Большее значение имеют удобство работы, температура плавления и форма выпуска этих компонентов. О том, как использовать и выбирать прутки для пайки с флюсом и цинковые стержни, порошковую проволоку и другие припои, стоит поговорить более подробно.

Особенности

Алюминий – материал, имеющий свои особенности, в том числе и в удобстве соединения с другими металлами. Его поверхность быстро окисляется, устойчивая оксидная пленка не дает достаточной адгезии. Именно поэтому припой для пайки алюминия нужен специальный, способный эффективно работать даже в таких условиях.

Фактически образуемая на поверхности этого материала после зачистки пленка представляет собой минеральное соединение корунд. В зависимости от примесей и окраски в природе он может именоваться рубином или сапфиром – неудивительно, что спаивание металла под таким покрытием является затруднительным.

Припои для алюминия – это составы, в которых образование шва происходит при любых условиях.

Здесь очень важна температура пайки, поскольку сам металл начинает менять свое агрегатное состояние уже при +300 градусах по Цельсию. Процесс работы тоже имеет большое значение. Здесь используется метод, при котором при пайке поверхность детали обволакивается расплавленными до текучего состояния веществами.

Обзор видов

Существует множество видов припоя с разным типом составов, подходящих для работы с пищевой категорией алюминия или его техническими разновидностями. Сами вещества могут находиться в твердых прутках или стержнях, выпускаться в виде порошковой проволоки с флюсом в качестве присадочной добавки. Есть специальные низкотемпературные составы, позволяющие избежать перегрева детали при работе с ней.

Все существующие варианты можно поделить на несколько групп.

На основе олова

Самый простой и очевидный вариант припоя для металлов – олово. С его помощью получают легкоплавкие соединения с медью и свинцом, кадмием, висмутом, индием. Но есть свои сложности. Алюминий имеет слабую адгезию с такими металлами, поэтому получаемый шов при пайке может оказаться недостаточно прочным. Коррозионная стойкость оловянно-свинцовых сплавов тоже довольно низкая, место соединения в конструкциях требует дополнительной защиты: покрытия грунтом, окрашивания.

Оптимальными для пайки алюминия считаются улучшенные составы. Это сплавы олова с алюминием, медью, цинком, серебром, кремнием.

В России их выпускают преимущественно в прутках, проволоке. Для повышения коррозионной устойчивости шва выбирают цинковые припои с содержанием этого вещества в объеме 40%, остальные 60% занимает олово. Выделяется вариант ПОЦ-80, считающийся аналогом комплексного продукта HTS-2000.

На алюминиевой основе

Эти припои отличаются хорошей адгезией с аналогичными по составу материалами. Можно выделить ряд наиболее популярных вариантов.

Castolin 192FBK. Алюмоцинковый вариант состава с пропорцией 2% к 97%. Оптимальное решение для соединения деталей из одного вида металла. В сердечнике присутствует флюс, можно не использовать его дополнительно. Выпускается в прутках.

Castolin AluFlam 190. Припой для капиллярной технологии нанесения. Флюс в составе отсутствует.

Castolin 1827. Состав, ориентированный на соединение алюминия и меди, имеет температуру плавления 280 градусов.

Chemet Aluminium 13. Припой для сварки при помощи специальных станков, ориентирован на соединение тугоплавких видов алюминия, в текучее состояние переходит при температуре +600 градусов. В составе 13% кремния и 87% алюминия. Аналог с флюсом имеет маркировку Aluminium 13-UF.

34А. Продукт российского производства. Применяется при соединении сплавов АМц, ФМ3М и других. Температура плавления достигает 525 градусов. Предназначен для работы с газопламенной горелкой, производится в порошке, прутках и проволоке.

Super A+. Продукт российского производства, изготавливается в Новосибирске. Применение рекомендовано с флюсом Super FA. В составе 66% алюминия, 28% меди, в качестве упрочняющей добавки выступает кремний в объеме 6%. Соединение устойчиво к коррозии, обеспечивает хорошую электропроводность.

Это наиболее эффективные припои, позволяющие достичь высокой надежности образованного шва.

Мультикомпонентные

В этой категории лидирует припой HTS-2000, отличающийся от прочих вариантов наличием сразу 9 компонентов в составе. Продукт поставляется в прутках, не требует дополнительного применения флюсов, позволяет вести работу со сплавами на основе алюминия с разной температурой нагрева. Он разработан для домашнего применения, вне промышленной сферы, требует нагрева до +350 градусов, легко проникает через оксидную пленку.

Этот припой не подходит только для соединения меди и алюминия, поскольку в этом случае не удается избежать электрохимической коррозии.

Как выбрать?

При выборе подходящего припоя для алюминия важно обращать внимание на ряд основных критериев. В первую очередь это цена, которая может достигать 10 000 рублей за килограмм у зарубежных производителей.

Отечественные аналоги обходятся в 10-20 раз дешевле при сходном уровне качества и похожем составе.

Кроме того, имеет значение наличие флюса. В трубках и прутках он чаще всего уже есть, такая продукция стоит дороже, но не требует дополнительного лужения заготовок.

Стоит учесть и состав металлов, которые предстоит соединять. Большая часть припоев рассчитана на работу с чистым алюминием или сплавами на его основе. Для образования шва с медью нужны совсем другие средства, относящиеся к группе универсальных. Например, медно-алюминиево-кремниевый 34А отечественного производства. Но у него есть свои ограничения, связанные с наличием и объемами содержания магния в сплавах металлов.

Секреты использования

Паять алюминий и металлические соединения на основе его сплавов тоже нужно правильно. Обязательным этапом является зачистка поверхности деталей: она необходима при работе с тонколистовыми и стандартными заготовками.

При пайке стоит учесть несколько важных моментов.

Вести работу нужно газовой горелкой. Паяльник не позволяет достичь желаемой температуры нагрева деталей. В домашних условиях можно использовать насадку на баллон с широким пламенем.
Механическую обработку необходимо выполнять непосредственно перед нанесением припоя. Металл очень быстро окисляется. Предварительно стоит обезжирить его поверхность органическим растворителем.
Не оплавлять припой прямым нагревом горелкой. Это повысит качество соединения, улучшит связи на молекулярном уровне. Порошковый флюс внутри трубки прекрасно растекается и при контакте с нагретым металлом.
Наносить припой в прутках на разогретый металл в месте крепления. Движения должны быть резкими, чиркающими.
При выборе бесфлюсовых составов необходимо предварительно тщательно залудить поверхность.
При использовании припоев с высокой текучестью нужно обеспечить тщательное прижимание рабочих поверхностей в области шва до их остывания. Это актуально для составов ПОЦ80 и HTS-2000.
При работе с тонколистовыми материалами нужно нагреть алюминий до температуры плавления припоя, а затем держать горелку на расстоянии, позволяющем поддерживать этот показатель на постоянном уровне.
При высоких требованиях к прочности шва можно выполнить предварительную обработку места соединения путем травления, кислотной обработки.

Спаять алюминий с медью сложно, но возможно, при условии обеспечения достаточной изоляции металлов друг от друга. Достигается это за счет особых технологий, позволяющих избежать повышенного электротехнического напряжения в материалах. Кроме того, есть специальные тугоплавкие припои, позволяющие производить работу при высоких температурах в промышленных условиях и при работе горелкой.

С особенностями пайки алюминия можно ознакомиться в следующем видео.

Пайка алюминия

Алюминий относится к тем металлам, которые активно используются в промышленности. Он хорошо поддается механической обработке, имеет относительно низкий вес и высокую прочность, что и обеспечивает его большую востребованность в промышленности. При этом пайка алюминия осуществляется достаточно сложно, так как металл имеет не предрасполагающие к этому свойства. Здесь требуется не только припой для пайки алюминия, но и специальный флюс и использование особых технологий, которые должны обеспечить лучшие свойства сваривания. Наиболее часто производится пайка алюминиевых проводов и резонансных стабилизаторов напряжения.

Технология пайки алюминия

Естественно, что пайка алюминия не даст такого же высокого качества, как и сварка алюминия, но оно в таких случаях практически и не требуется, так как деталям практически не приходится сталкиваться с высокими механическими нагрузками. В зависимости от различных способов применения данного процесса выпускают несколько разновидностей припоев, которые облегчают получение тех или иных свойств. Их подбор во многом определяет качество процесса, так как здесь нужно правильно подобрать температуру, чтобы металл не потерял свойства прочности из-за нагрева, а также смог принять вещества из присадочного материала, так как обладает низкой растворимостью по отношению к другим элементам. Пайка алюминия производится согласно ГОСТ 21930-76.

Температура пайки алюминия

Преимущества

Процесс происходит достаточно быстро и просто, так что соединение можно получить в считанные минуты, даже с учетом процесса подготовки;
Здесь не требуется воздействие высоких температур, которые могут испортить структуру металла;
Пайка алюминия оказывается достаточно безопасным процессом;
Соединение получается относительно высокой крепости, особенно, если спаивать приходится однородные детали;
Возможность работы с тонкими заготовками, в частности с проводами, листами около 1 мм и так далее.

Недостатки

Приходится сталкиваться с образованием оксидной пленки, температура плавления которой составляет более двух тысяч градусов Цельсия, и которую не разрушить без предварительной обработки и использования флюса, так ка она образуется практически мгновенно;
Пайка алюминия далеко не всегда проходит удачно, так что соединения часто приходится переделывать;
Температура плавления металла является низкой, поэтому, высокие нагревания не рекомендуется проводить, так как это может ухудшить свойства основного материала;
При повышении температуры алюминия практически не меняет цвет, так что трудно отследить, когда он стал уже достаточно подогретым для пайки;
Сложен выбор припоев для конкретной ситуации.

Свойства алюминия

Пайка алюминия во многом определяется свойствами данного металла. Так как он в расплавленном состоянии обладает высокой жидкотекучестью, то и при расплавлении припоя, который содержит его, получается, что материал слишком растекается по поверхности. Алюминий имеет низкую, как для металла, температуру плавления. Практически всегда на нем образуется пленка из оксидов, которые попадают на поверхность из атмосферы. Температура плавления ее в три раза превышает температуру плавления самого алюминия. Металл плохо принимает в себя другие элементы, так что при выборе припоя он должен максимально соответствовать составу сплава или самого металла, с которым ведется работа. Алюминий имеет низкую плотность, что и определяет его вес.

Спаиваемость алюминия

Температура пайки алюминия является достаточно низкой, для чего используются легкоплавкие припои. Из-за этого соединение может оказаться не совсем прочным, так как самому алюминию и другим элементам из припоя сложнее соединится между собой при низком температурном воздействии, тогда как высокое может сильно навредить. Пайка алюминия и его сплавам относится к сложным процедурам из-за большого количества проблем, которые возникают во время них. Сильная подверженность температурному воздействию, постоянные проблемы с оксидной пленкой и высокая растекаемость расплавленного материала не способствуют беспрепятственному соединению деталей. Помимо правильно подобранных материалов и инструментов, пайка алюминия требует особой технологии проведения процесса.

Пайка алюминия и его сплавов

Принцип пайки

Первым процессом, который определяет технология пайки алюминия, это подготовка металла. На поверхности помимо оксидной пленки могут образовываться налеты из жира, масла и просто обыкновенные загрязнения, которые требуется ликвидировать. При работе с тонкими деталями следует применять наждачную бумагу, чтобы механически очистить поверхность, а потом следует воспользоваться растворителями, такими как ацетон и прочее.

Подготовка алюминия для пайки

Затем следует обработать жало паяльника, если используется именно этот инструмент, и поверхность заготовки при помощи флюса. Чаще всего здесь используются жидкие флюсы, но если применяются твердые, то их можно раздробить до порошкообразного состояния, чтобы равномерно распределить по всей поверхности спаивания.

Нанесение флюса при пайке алюминия

Когда паяльник будет разогрет до необходимого состояния, следует уже непосредственная пайка алюминия. Для этого припой подносится к источнику высокой температуры, в качестве которого выступает горелка или паяльник, и ставится между ним и заготовкой. После этого его следует расплавить, но делать это порционно, чтобы части расходного материала постепенно заполняли место спайки. В ином случае, из-за повышенной текучести, большая часть материала растечется по поверхности не в том месте, где нужно. При работе с горелкой требуется постоянно подогревать основной металл, что улучшает свойства сваривания.

Пайка алюминия паяльником

Таким образом, требуется дойти до конца места спайки. Температуру не стоит повышать, чтобы не расплавить уже спаянные части. Главным принципом получения качественного результата является равномерное распределение расходного материала, чтобы образовать однообразную структуру.

Способы пайки алюминия

Пайка алюминия соответствующими припоями. Это один из самых распространенных способов, который отличается простотой и низкой себе стоимостью. Он дает достаточно высокое качество соединения, в сравнение с другими способами. Здесь чаще всего применяются низкотемпературные припои, в которых имеется высокое содержание алюминия. Основным инструментом здесь выступает паяльник или горелка.

Ультразвуковая пайка алюминия. Данный процесс более сложный в техническом плане, но обеспечивает высокий уровень качества, так как здесь применяются передовые технологии. В домашних условиях он не применяется и используется только для ответственных деталей, которые могут подвергаться механическим нагрузкам. Этот способ сильно отличается от остальных.

Ультразвуковая пайка алюминия

Пайка алюминия карандашом. Это своеобразный метод, для которого используется специальный легкоплавкий сплав, который представлен в виде карандаша. Для работы с ним не требуется высокая температура, так как достаточно только подогреть место спайки, а потом и сам карандаш, после чего следует провести им по трещине, и его материал будет замазывать поверхность, как расплавленный припой. Эта пайка алюминия отлично подходит для домашних условий.

Пайка алюминия карандашом

Пайка алюминия пастой. Здесь применяется специальная паста, которая по сути является аналогом припоя. Она может распределяться по поверхности, которую нужно спаять. Затем паста подогревается и расплавляется, в результате чего и получается паяное соединение.

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.

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.

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.»

Как выбрать паяльную пасту

В качестве альтернативы припоя используется паяльная паста. Как совершенно другая структура, она имеет ряд преимуществ и недостатков, которые ограничивают ее применение или же делают его единственно возможным. В состав паяльной пасты входят несколько компонентов:

флюсовая основа;
припой, т. е. металлическая фракция;
связующие вещества — основа, определяющая консистенцию;
для неактивных флюсов (несмываемых) — активаторы.

Поскольку подобная продукция выпускается различным составом и, соответственно, назначением, нужно знать, как выбрать паяльную пасту. Действие заключается в подборе основных веществ припоя и особенностей использования флюса. Фактура материала и его консистенция имеют несколько преимуществ:

точечное нанесение, возможность работы с очень мелкими элементами;
использование паяльного фена средней мощности;
применение в случаях, где нет технической возможности задействовать обычные припои.

Многие пасты выпускаются для промышленного производства, поскольку их консистенция позволяет легко дозировать материал. Применение этого вещества характеризуется простым нанесением, легким дозированием, а также быстрой скоростью проведения работ. Для домашнего использования этот вид также считается наиболее аккуратным, не оставляет лишней массы припоя, упрощает обучение новичкам.

Особенности состава и преимущества

Важно! При выборе склоняйтесь к покупке фирменных сертифицированных товаров, таких как паяльная паста R562 Kester. Производитель обеспечивает стабильную работу продукции, высокие технологические характеристики, надежное смачивание контактов, постоянство состава партий, соответствие заявленным параметрам, в том числе объема и веса.

Выбор паяльной пасты основан на ее химическом составе, определяющем основные технические характеристики шва (пластичность, прочность, t и т. д.). По системе классификации одним из условий разделения пасты является температурный режим, при котором «работает» смесь. Марки для пайки печатных плат, разъемов работают в диапазоне 180-300 °С, в то время как паста для высокотемпературной пайки превышает порог 450-500 °С и может достигает 1100 °С. В качестве основы ее состава может быть взято серебро, медь. Сюда же могут выборочно входить:

медь;
цинк;
серебро;
фосфор;
германий;
кремний.

Паста паяльная низкотемпературная изготавливается на основе олова, свинца, с дополнительным использованием сурьмы, которая снижает температуру плавления до 90 °С. Основные марки имеют состав: Sn63Pb37, Sn60Pb40, Sn62Pb36Ag2. В бессвинцовые продукты входит в качестве основного компонента медь, добавочного — серебро. Также составляющими пасты определяются следующие критерии:

Необходимость смывки остаточного флюса. Применяемые вещества могут быть 3 степеней активности. Использование малоактивных флюсов (с содержанием галогенов до 5%) позволяет не применять смывку после окончания пайки при работе изделия в нормальных условиях.
Растворимость. Пасты, имеющие в своей основе воду, могут разбавляется до различной консистенции, в зависимости от формы конструкции и желаемых результатов.
Содержание галогенов. Диапазон их содержания варьируется в пределах 0-7%. Это активные элементы, которые при сложных условиях эксплуатации (а при высоком содержании — даже при нормальных) вызывают окисление поверхности, разрушая соединительный слой. Но благодаря своей неполной электронной формуле, они активны при взаимодействии с другими элементами.

Паяльная паста с оловом имеет самое большое количество модификаций как по химическим элементам, так и по используемым флюсам. Последние без применения галогенов или с их низким содержанием, а также при эксплуатации приборов в нормальных условиях могут использоваться как безотмывочная паяльная паста.

Классификация паяльной пасты

Низкокислотная паяльная паста тоже является эффективной. Отличается высокой адгезией припоя к металлу и хорошо смывается после пайки.

В качестве варианта можно найти продукцию, в состав которой не входит припой. Это паста паяльная ППВ 111. Применяется она для обработки поверхности и имеет 3 степень активности (высокую). Отлично работает с оловянно-свинцовыми и бессвинцовым припоями, смывается водой (t до 80 °С). Используется паяльная паста для поверхностного монтажа микросхем типа BGA, PGA, PLCC, QFP, CSP. Плавление происходит при t 40-45 °С, полная активность — при 120-300 °С. Также проводится лужение паяльной пастой, после чего нужна смывка.

Разновидности

Основой выбора являются свойства металла, для которого она используется.

Хром-никель. Для таких сплавов подходят пасты, имеющие в составе: никель, хром и легирование бором, бериллием и кремнием. Относятся они к твердым сплавам и наилучшим образом сплавляются в защитной атмосфере (вакуум, аргон).
Медь. Используются сплавы медно-серебряные, для снижения t плавления могут легироваться оловом и/или свинцом.
Алюминий. Применимы припои олово-цинк.
Серебро, золото (к ним относятся любые другие сплавы, покрытые этими элементами). Универсальная паста на основе серебра с добавлением меди и цинка.

Выбор материала зависит от соединяемого металла, например, паяльная паста для авто может использоваться 2 типов:

для жестяного кузова применяется олово-свинец или же сплав олова и одного из металлов: меди, индия, серебра;
для алюминиевого кузова — олово-цинк.

Применение паяльной пасты при пайке электронных плат

Рекомендации по применению

Важно! При покрытии пастой платы большой поверхности используется паяльный фен, который способствует равномерному нагреву, исключая коробление детали. При локальном соединении — паяльник

Чтобы выполнять качественную пайку пастами, нужно знать их принцип работы. В их состав, помимо основных металлов, входят: мелкодисперсный флюс, связывающая органика и при необходимости активаторы (как правило, в марках на водной основе и без использования галогенов). При нагревании связывающее вещество сгорает и испаряется. На поверхности остается действующий состав, и при дальнейшем нагреве происходит оплавление паяльной пасты и соединение поверхностей. В некоторых марках эти этапы совпадают и происходят одновременно:

Для ускорения процесса просушки можно использовать нижний подогрев. Также спокойным потоком теплого воздуха обеспечивается растекание флюса. Процесс плавления происходит при температуре 40-45 °С, активация — 180-300 °С.
После испарения флюса увеличивается температура подогрева фена. Тепловая обработка должна соответствовать заявленной в паспортных данных. Недогрев снижает прочностные свойства, перегрев может разрушить старую пайку на соединенных ранее деталях.
Все особенности режима определяются визуально, для чего может понадобиться провести несколько пробных операций.
По окончании проводится очистка (если таковая предусматривается технологией).

Заключение

Паста является эффективным заменителем обычных припоев при правильном подборе марки и флюса, входящего в ее основу. Наиболее применяемые — паста для пайки оловом с добавлением свинца или же бессвинцовая с добавлением серебра, меди, висмута или индия. Удобное нанесение, чистота платы, благодаря точечному нанесению, дозирование в точных количествах — все это позволяет экономно и рационально использовать этот материал. Единственный недостаток, которым обладают некоторые марки, — это небольшой срок годности — 3-6 месяцев, после чего консистенция может разделиться по фазам.

Паяльная паста для алюминия

Широко известно, что пайка алюминия достаточно непростой и трудоемкий процесс. Чаще всего пайка алюминия и его сплавов производятся газовой горелкой при температурах свыше 400°С, используется дорогостоящий импортный припой, а сами работы требуют наличия специально оборудованных мест и определенных навыков. Данные условия существенно ограничивают возможности конечного потребителя.

Представляем новейшую разработку – припой для низкотемпературной пайки алюминия AL-220. Припой предназначен для качественной пайки алюминия при температуре всего 220°С, что позволяет выполнять паяльные работы обыкновенным бытовым электропаяльником и не требует специализированных навыков.

Для выполнения работ потребуется:

бытовой электропаяльник
флюс для пайки алюминия
припой для низкотемпературной пайки алюминия

Процесс пайки не отличается от привычных многим работ оловянно-свинцовым припоем (ПОС 61). Подготовленное к пайке соединение очищают от жира, окислов и наносят специализированный «Флюс для пайки алюминия». Припой к месту спая подводят, когда паяемый металл нагреется до температуры растекания припоя. По окончании пайки необходимо дать изделию остыть естественным путем.

Припой выпускается следующих диаметров: 1,5мм; 2,0мм; 3,0мм. Состав: олово, свинец, цинк, кадмий. Рабочая температура 220°С

Не производите пайку в непроветриваемых помещениях.
Не допускайте вдыхания паров.
Не допускать попадания в глаза, на кожу и внутрь организма.
Не прикасайтесь к расплавленному припою и нагретым частям паяльника.
Беречь от детей.

Условия хранения: хранить в сухом, отапливаемом помещении.

Существует распространенное убеждение, согласно которому невозможно паять или лудить алюминий (а также сплавы на его основе) не имея для этого спецоборудования.

В качестве аргумента приводится два фактора:

при контакте с воздухом на поверхности алюминиевой детали образуется химически стойкая и тугоплавкая оксидная пленка (AL₂O₃), в результате чего создается препятствие для процесса лужения;
процесс пайки существенно осложняется тем, что алюминий расплавляется при температуре 660°С (для сплавов это диапазон в пределах от 500 до 640°С). Помимо этого металл теряет прочность, когда в процессе нагрева его температура поднимается до 300°С (у сплавов до 250°С), что может вызвать нарушение устойчивости алюминиевых конструкций.

Учитывая приведенные выше факторы, осуществить пайку алюминия обычными средствами действительно невозможно. Решить проблему поможет применение сильнодействующих флюсов, в сочетании с использованием специальных припоев. Рассмотрим подробно эти материалы.

Припой

Обычно в качестве основы легкоплавкого припоя используются: олово (Sn), свинец (Pb), кадмий (Cd), висмут (Bi) и цинк (Zn). Проблема в том, что алюминий в этих металлах практически не растворяется (за исключением цинка), что делает соединение ненадежным.

Применив флюс с высокой активностью и проведя должным образом обработку мест соединения, можно использовать припой на оловянно-свинцовой основе, но лучше отказаться о такого решения. Тем более, что паянное соединение на основе системы Sn-Pb обладает низкой устойчивостью к коррозии. Нанесение лакокрасочного покрытия на место пайки позволяет избавится от этого недостатка.

Для пайки алюминиевых деталей желательно использовать припой на основе кремния, меди, алюминия, серебра или цинка. Например 34A, который состоит из алюминия (66%), меди (28%) и кремния (6%), или более распространенный ЦОП-40 (Sn – 60%, Zn – 40%).

Припой отечественного производства – ЦОП-40

Заметим, что чем больше процентное содержание цинка в составе припоя, тем прочнее будет соединение и выше его устойчивость к коррозии.

Высокотемпературным считается припой, состоящий из таких металлов, как медь, кремний и алюминий. Например, как упомянутый выше отечественный припой 34A, или его зарубежный аналог «Aluminium-13» , в котором содержится 87% алюминия и 13% кремния, что позволяет осуществлять пайку при температуре от 590 до 600°С.

«Aluminium-13» производства компании Chemet

При выборе флюса необходимо учитывать, что не каждый из них может быть активным к алюминию. Мы можем порекомендовать использовать в таких целях продукцию отечественного производителя – Ф-59А, Ф-61А, Ф-64, они состоят из фторборатов аммония с добавлением триэтаноламина. Как правило, на пузырьке есть пометка – «для алюминия» или «для пайки алюминия».

Флюс отечественного производства

Для высокотемпературной пайки следует приобрести флюс, выпускаемы под маркой 34А. Он состоит из хлористого калия (50%), хлорида лития (32%), фторида натрия (10%) и хлористого цинка (8%). Такой состав наиболее оптимален, если производится высокотемпературная пайка.

Рекомендуемый флюс для паки при высокой температуре

Подготовка поверхности

Прежде чем начинать лужение, необходимо выполнить следующие действия:

обезжирить поверхность при помощи ацетона, бензина или любого другого растворителя;
удалить оксидную пленку с места, где будет производится пайка. Для зачистки используется наждачная бумага, абразивный круг или щетка с щетиной из стальной проволоки. В качестве альтернативы можно применить травление, но эта процедура не так сильно распространена в силу своей специфичности.

Следует учитывать, что полностью оксидную пленку удалить не получится, поскольку на очищенном месте моментально появляется новое образование. Поэтому зачистка производится не с целью полного удаления пленки, а для уменьшения ее толщины, чтобы упростить флюсу задачу.

Нагрев места пайки

Для пайки небольших деталей можно воспользоваться паяльником мощностью не менее 100Вт. Массивные предметы потребуют более мощного нагревательного инструмента.

Паяльник мощностью 300 Вт

Наиболее оптимальный вариант для нагрева – использование газовой горелки или паяльной лампы.

При использования горелки в качестве нагревательного инструмента следует учесть следующие нюансы:

нельзя перегревать основной металл, поскольку он может расплавиться. Поэтому в процессе необходимо регулярно контролировать температуру. Делать это можно, касаясь припоем нагреваемого элемента. Расплавление припоя даст знать, что достигнута необходимая температура;
не следует использовать кислород для обогащения газовой смеси, поскольку он способствует сильному окислению металлической поверхности.

Инструкция по пайке

Процесс пайки алюминиевых деталей не имеет своих отличительных особенностей, он осуществляется также как со сталью или медью.

Алгоритм действий следующий:

обезжиривается и зачищается место пайки;
производится фиксация деталей в нужном положении;
нагревается место соединения;
прикасаются стержнем припоя (содержащим активный флюс) к месту соединения. Если используется безфлюсовый припой, то для разрушения пленки оксида наносится флюс, после чего трут твердым куском припоя по месту пайки.

Для разрушения пленки оксида алюминия также используется щетка со щетиной из стальной проволоки. При помощи этого простого инструмента производят растирание расплавленного припоя по алюминиевой поверхности.

Что делать при отсутствии нужных материалов?

Когда нет возможности подготовить все необходимые для пайки материалы, можно использовать альтернативный способ, при котором применяется припой на оловянной или оловянно-свинцовой основе. Что касается флюса, то он заменяется канифолью. Чтобы не образовывалась новая пленка оксида алюминия на месте старой, зачистка производится под слоем расплавленной канифоли.

Паяльник, помимо своего прямого назначения, будет использоваться как инструмент, разрушающий оксидную пленку. Для этого на его жало надевается специальный скребок. Увеличить результативность процесса можно, добавив в канифоль металлических опилок.

Процесс производится следующим образом:

нагретым луженым паяльником расплавляют канифоль в месте пайки;
когда канифоль полностью покрывает поверхность, начинают тереть об нее жалом паяльника. В результате этого металлические опилки и жало разрушают пленку оксида алюминия. Поскольку слой расплавленной канифоли не позволяет проникать воздуху к алюминиевой поверхности, на ней не образовывается оксидная пленка. По мере того, как производится разрушение пленки, будет происходить лужение детали;
когда процесс лужения завершен, детали соединяют и прогревают, пока не будет достигнута температура плавления припоя.

Необходимо предупредить, что процесс пайки алюминия без специальных материалов – довольно хлопотный процесс без гарантии успешного завершения. Поэтому лучше не тратить на такую работу свои силы и время, тем более, что качество и надежность такого соединения будут сомнительными.

Гораздо проще купить активный флюс и высокотемпературный припой, при помощи которых пайка алюминия даже в домашних условиях не вызовет затруднений.

Алюминий – это химический элемент с сильно выраженными металлическими свойствами. Под действием кислорода из окружающего воздуха он легко подвергается окислению, образуя тусклое, серое оксидное покрытие.

Такими выглядят алюминиевые изделия. Если поверхность зачистить, то в течение нескольких минут можно наблюдать металлический блеск чистого вещества. Плотный, тугоплавкий налет из оксидов существенно затрудняет любую работу с металлом.

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.

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:

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.

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.

Алюминиевые сплавы с добавками

Эффективен для пайки высокотемпературный припой, содержащий 66 % чистого алюминия, 28 % меди и 6 % кремния. Сделан он в России. Значительная концентрация базового металла, идентичного материалу рабочих деталей, увеличивает растворяемость, проникновение расплава.

Основа шва, включающая медь с алюминием, укрепляется присутствием кремния. Образующееся посредством алюминиевого припоя соединение не корродирует, имеет хорошие механические качества.

Добавка кремния повышает температуру плавления припоев. Так, состав из 87 % алюминия и 13 % кремния плавится при значениях температуры около 600 ℃. Этот вид импортной продукции поступает в продажу уже готовый к применению. Припой с флюсом стоит дороже. Повышенная цена окупается высоким качеством шва.

Отличный результат пайки дает американский композит из 9 компонентов. Прутки плавятся при температуре 347 ℃, увеличиваясь в объеме на 10 %. Образующийся шов отличается пластичностью, в 3 раза превосходящей показатели соединений из других сплавов.

Высокотемпературную пайку проводят при работе с массивными деталями из алюминия или изделиями из сплавов, плавящихся только при сильном нагревании. Нагрев обеспечивается газовыми горелками, работающими на чистых углеводородах или их смесях с кислородом. Можно пользоваться обычным паяльником.

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.

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.

Читайте также: