Как спаять медь и алюминий: можно ли их паять и как это сделать в домашних условиях паяльником?

Содержание

Пайка алюминия в домашних условиях газовой горелкой и паяльником с использованием оловянно-свинцовых припоев

Алюминий относится к металлам, плохо поддающимся пайке. Это обусловлено его склонностью к образованию на поверхности изделий прочной плёнки окисла, препятствующей смачиванию детали расплавленным припоем.

Одна только механическая зачистка поверхности не помогает, так как новый окисел образуется мгновенно после снятия старого. По этой причине, для пайки алюминия применяют специальные флюсы и соблюдают особую технологию.

Соединение проводов

Обычно пайка алюминия применяется в тех случаях, когда соединяемые детали достаточно малы и применение аргоновой сварки невозможно, либо она отсутствует. Один из примеров применения пайки – соединение электрических проводов из разных материалов.

Нередко на практике приходится производить соединение медных и алюминиевых проводов. Выполнять такие соединения скруткой нельзя, так как эта пара металлов образует очаг электрохимической коррозии. В этом случае, отличным вариантом соединения может служить пайка алюминия с медью.

Такую операцию можно выполнить обыкновенным мягким свинцово-оловянным припоем, но при этом следует использовать специальный флюс для пайки алюминия. Процедура должна выполняться в следующей последовательности:

  • сначала необходимо зачистить медный провод и залудить его с применением канифоли;
  • для лужения алюминиевого провода следует, после механической зачистки от окисной плёнки, покрыть его слоем флюса для пайки алюминия;
  • для лучшей механической прочности соединения залуженные провода можно скрутить;
  • нагревая паяльником соединение с добавлением флюса добиться расплавления припоя и образования спайки.

Полученное таким образом соединение можно смело заделывать в стену, прослужит оно очень долго.

Снятие оксидной пленки

Обычно при наличии хорошего флюса, специально предназначенного для пайки алюминия, применение каких-либо особых ухищрений не требуется, достаточно произвести механическую зачистку и смочить паяемую поверхность флюсом.

Также возможно применение кислоты для пайки алюминия. Используют соляную кислоту, в которой растворен цинк (паяльная кислота), применяют также флюсы на основе ортофосфорной кислоты.

Но если такой флюс отсутствует или в силу плохого качества не обеспечивает пайку, можно пойти другим путём. Есть несколько способов удаления окисной плёнки для успешного лужения заготовки.

В канифоли

Алюминиевый провод или другую деталь можно освободить от окисной плёнки, погрузив её в жидкую канифоль. Для этого можно либо расплавить её, либо приготовить спиртовой раствор.

Погрузив деталь в канифоль, острым ножом нужно соскоблить плёнку окисла. Слой канифоли препятствует доступу воздуха и образованию нового окисла. После этого деталь можно залудить, используя разогретый паяльник с припоем.

Абразивным порошком

При отсутствии флюса и канифоли пайку алюминия можно произвести следующим образом. Готовится паста, состоящая из порошка абразива и трансформаторного масла.

В качестве абразива можно также использовать мелкие металлические опилки. Заготовка покрывается данным составом, после чего натирается горячим паяльником с припоем.

В результате этого зёрна абразива или металлической стружки снимают плёнку, а поверхность тут же, без доступа воздуха смачивается припоем. После лужения изделие можно легко запаять.

Химический способ очистки

По сути, этот способ является не чем иным, как обмеднением алюминиевой поверхности. Выполняется он следующим образом.

Ту часть алюминиевой заготовки, которую предстоит покрыть слоем меди, смачивают раствором медного купороса. Затем берут источник постоянного тока, напряжением 4,5 вольта.

Это может быть батарейка или аккумулятор. Алюминиевую деталь соединяют с минусовым выводом источника питания. К плюсовой клемме присоединяют медный провод, конец которого запутывают в щетине зубной щётки.

Далее щётку смачивают раствором медного купороса. Провод, находящийся в щетине, должен быть хорошо увлажнён. После этого щёткой натирают место детали, предварительно смоченное раствором.

В результате гальванической реакции поверхность алюминия покрывается тонким слоем меди, что позволяет её паять, как если бы это была медная деталь.

Разогрев детали

При пайке достаточно массивных деталей, мощности обычного электрического паяльника может не хватить, чтобы нагерть заготовку до нужной температуры.

Можно воспользоваться для разогрева алюминия в домашних условиях газовой горелкой. Для этой цели лучше использовать портативную горелку, питающуюся от маленького газового баллончика. При этом работать нужно очень аккуратно. Недопустимо перегреть основной металл до состояния, когда он начнёт плавиться.

Можно также применить комбинированный метод нагрева. Например, массивную алюминиевую деталь поместить на конфорку кухонной газовой плиты и зажечь малый огонь. В месте пайки можно орудовать электрическим паяльником.

Всё сказанное о способах пайки алюминия относится к различным сплавам на основе этого металла. Несколько обособлена только тема пайки силумина. Этот материал является сплавом алюминия, содержащим кремний (грубо говоря, песок).

Пайка этого сплава доставляет особые трудности. Попытки спаять силумин часто терпят неудачи.

Даже после, казалось бы, удачной пайки, оказывается, что соединение не обладает нужной прочностью и может разрушиться. Специалисты не советуют паять этот материал. Лучший способ соединения этого сплава – аргонодуговая сварка.

Высокотемпературный процесс

Промышленные способы алюминиевой пайки отличаются применением более твёрдых припоев, содержащих алюминий. Для применения такой технологии требуется заводское оборудование и наличие специальных флюсов.

Так, нагрев и пайка заготовок производится в специальных печах туннельного типа. Процесс пайки осуществляется в среде инертных газов при температуре, достигающей 600 ℃. Эта технология применяется при изготовлении алюминиевых радиаторов и теплообменников современных автомобилей.

медь с алюминием | Советы электрика

16 Апр 2012 Советы специалиста

Очень часто в старых домах приходится при ремонте электропроводки соединять алюминиевые провода старой проводки с медными— вновь проложенными.

Кто незнаком с этой темой и делает ремонт своими руками- просто тупо скручивают их между собой и закрывают в распредкоробке, не понимая какую головную боль они себе приобретут в дальнейшем…

С этой темой- соединение меди с алюминием- сталкиваются не отлько при монтаже внутренней электропроводки, но и при замене ввода в дом

Дело в том, что провода воздушной линии (ВЛ)- алюминиевые и если вы делаете вводной кабель медный, то просто так накрутить на алюминиевый провод жилу кабеля- нельзя!

А ведь делают же! Сколько раз сам видел… А потом удивляются- “Почему это у меня свет в доме моргает?!”

Да, действительно, а почему? А вот из-за чего.

Немного химии.  Алюминий- очень активный метал, попробуйте его спаять простым методом как медный провод, ничего не получится.

Алюминий активно реагирует на воздух, вернее даже не на сам воздух, а на влагу в воздухе, быстро образуя на своей поверхности тонкую пленку окиси.

Эта пленка оказывает высокое сопротивление электрическому току- появляется так называемое “переходное сопротивление” в месте соединения проводов.

Но медный провод тоже окисляется, однако не так сильно и интенсивно как алюминий и пленка окиси на поверхности меди оказывает гораздо меньшее сопротивление протеканию тока.

Получается что при соединении медного и алюминиевого провода они контактируют своими оксидными пленками.

Так же у этих двух металлов разное линейное расширение, поэтому при изменении температуры в помещении или величины тока, протекающего через скрутку медь-алюминий контакт между ними со временем

ослабевает.

Переходное сопротивление в скрутке итак “тормозило” электрический ток, да еще ослабление контакта еще более увеличивало величину переходного сопротивления.

Это приводит к тому, что скрутка начинает греться, чем дальше- тем больше, греется изоляция провода. разрушается от нагрева  даже может загореть.

Сами знаете сколько домов сгорело из-за неисправностей в электропроводке и зачастую виновато в этом именно переходное сопротивление или плохой контакт.

Кстати о переходном сопротивлении.

Это активное сопротивление, то есть вся мощность на нем на 100% преобразуется в теплоту, ну как в утюге например)))

Что бы понять что это такое- представтье что два провода соединены между собой нихромовой проволокой и по ним протекает электрический ток, который раскаляет нихром докрасна.

Вот внутри скрутки медного и алюминиевого провода и находится такая раскаленная докрасна нихромовая нить. А оно вам надо?!

Запомните- переходное сопротивление- аналог раскаленной нихромовой нити.

Так,  химии достаточно. Теперь как выйти из положения если надо соединить медный провод с алюминиевым.

Тут суть вот в чем: главное что бы эти два металла не соприкасались между собой. Между ними должен быть нейтральный по отношению к ним материал, естественно токопроводящий.

Это может быть свинцовый припой, дюралюминий,сталь, нержавейка, покрытие из хрома.

Кстати интересно- нельзя: цинк, углерод (графит) и серебро с золотом и платиной.

Хотя я себе не представляю кто может себе позволить такое удовольствие- соединять медь с алюминием через платину)))

В такм случае если денег море- лучше совсем провода полностью из платины сделать, потери напряжения исчезнут напрочь)))

Итак, соединяем медь с алюминием:

-С помощью клемных зажимов;

-Болтовое соединение через шайбы

-Слой из нейтрального материала

Клемные зажимы- это ответвительные сжимы (так называемые “орехи”), wago, клемники в изоляции и т.п.

 

Ну болтовое соединение итак понятно- делается петля на проводе, вставляется болт, а между медью и алюминием- стальные шайбы.

Такое соединение гораздо надежнее всех клемников и зажимов, единственный минус- большие габариты, в распредкоробке много метса занимают.

Я так сам делал например на вводе в дом- когда надо было соединить медный кабель с алюминиевым вводом от ВЛ. Да еще кабель был четырехжильным, а сеть- 220.

Тогда сделал на фазу и ноль по две жилы кабеля, соединил через болтовое соединение с обрезком алюминиевого провода, и уже этот обрезок был подключен энергетиками на ввод.

Уже второй год прошел- замечаний нет))) Это при наличии электроплиты в доме и всего прочего- электротитан, чайник, утюг, микроволновка и т.д.

Сейчас про слой из нейтрального материала. Я имею ввиду- свинцово-оловянный припой.

Как это делается покажу на фото:

Это хороший выход из положения когда нет под рукой зажимов или не хочется их использовать, а болтовое соединение не помещается в коробку.

Тогда надо покрыть медный провод припоем и сделать скрутку с алюминием- соединение будет надежным! Хотя и по ПУЭ- неправильным…

Там требуется или пайка-сварка или клемники-болты, чистая скрутка по ПУЭ- вне закона…

Хотя я лично однажды вскрыл распредкоробку освещения в старом доме- там с выключателя медный провод шел, а на лампочку- алюминиевый. Скрутка была чисто медь с алюминием без вских клемников, припоя и т.д.

Так состояние- как будто только что скрутили!

Все чистенько, никакого окисла и подгара. Я думаю это потому, что в квартире было всегда сухо и к тому же распредкоробка была наглухо запечатана в стене- то есть воздух в нее не проникал.

А поэтому и алюминий не окислялся и к тому же нагрузка на скрутку была минимальная- всего одна лампочка подцеплена.

Поэтому если через соединение медь-алюминий будет проходить большой ток, то лучше сделать болтовое соединение как самое простое, посложнее- пайка.

А вот ваговский зажим в таком случае я бы не рекомендовал использовать, лучше другие клемники где провода хотя бы винтом зажимаются.

Итак, сейчас вы знаете как соединять медный провод с алюминиевым и если вам придется это делать- уверен, вы сделаете правильный выбор!

Качественное алюминиевое остекление балконов не дорого.

Узнайте первым о новых материалах сайта!

Просто заполни форму:

 

Теги: медь с алюминием, соединение проводов

Проверь свои клеммники / Комментарии / Хабр

Вы никогда не видели, как кабель превращается в труху, в прямом смысле этого слова? Я вот видел. Правда видел на линиях в 10 кВ, но и здесь та же коррозия, хоть и меньше.

Вот после этих слов я усомнился в том, что вы если и энергетик, то не электрик уж точно. Или не настоящий. Но вернёмся к ним потом.
Давайте с простого:
Впервые это стало заметно после достаточно крупной аварии в городских сетях, были сильные скачки напряжения, несколько раз то подавалось питание, то отключалось.

Клеммникам плевать на перенапряжения, как выше уже сказали. Могло сказаться резкое включение, но вряд ли.
Да, можете сказать, что проблема тут в отсутствии хорошей защитной и выравнивающей автоматики, но скажите: вы проблему с автоматом хотите выявлять в распред коробке, что может повлечь за собой замену всей проводки, или всё таки где-нибудь на вводе?

А при чём тут автомат? Автомат НЕ защищает от перенапряжений. Да и всей проводкой тут и не пахнет.
Поэтому когда мы с отцом строили дом и протягивали проводку для самих себя — всё было сделано с 4-кратным запасом.

Для достижения каких целей? Чтобы потом на кухне подключить четыре микроволновки и четыре чайника, а не по одному?
Что, правда даже под лампы освещения кидали этак шесть квадрат?
Вы никогда не видели, как кабель превращается в труху, в прямом смысле этого слова?

Я даже видел как по оптике Белазы проезжают. Но какое это имеет отношение к нашему случаю?
Если речь идёт об изоляции — если она качественная, то с ней этого не произойдёт в обозримом будущем. Конечно, при условии что кабель и его изоляция выбраны правильно.
Правда видел на линиях в 10 кВ

На ВЛ 10 кВ обычно применяются провода. Я даже больше могу сказать. Обычно это алюминиевые, стальалюминиевые или стальные провода марок А, АН, АЖ, АС, АСКС, ПС, ПСО.
На ВЛ медных проводов и уж тем более кабелей не завезли. А речь идёт именно про медь.
И нет, перенапряжение не приводит к повышенной коррозии меди. К ней приводит, например, помещение меди в атмосферу серной кислоты.

Флюс для пайки алюминия с медью, как припаять медный провод

Пайка двух проводов всегда лучше их простой скрутки – такое соединение плотное, оно никогда не искрит, следовательно, не греется и не перегорает. Лучше всего паяется медь – она легко поддается лужению и припой пристает к этому цветному металлу без каких-либо проблем. Именно поэтому в схемах любой техники используются именно медные провода. Но бывают ситуации, когда необходима пайка меди с алюминием – обычно, это в тех ситуациях, когда в доме старая алюминиевая проводка и нужно установить новую розетку или светильник.

Проблемы с пайкой алюминия

Оксид алюминия (Al2O3) в минералогии называется корундомИсточник masterpaiki.ru

Большинство людей, которые дружат с паяльником, хоть раз в жизни пытались спаять алюминий и убедились в том, что это практически невозможно даже после лужения соляной кислотой. Но почему так? Противостоит хорошему контакту с оловом пленка оксида алюминия (Al2O3), которая возникает сразу же после зачистки. Это говорит о том, что сначала нужно ограничить возможность возникновения оксидной пленки и только потом приступать к пайке – иначе никак.

Примечательно, что оксид алюминия является драгоценным камнем, известным под названием корунд. В зависимости от содержания примесей, корунд может быть красным (примеси хрома Cr), известным как рубин, или синим, где есть примеси железа (Fe) и титана (Ti), известным как сапфир. То есть припой никак не может иметь адгезию с камнем, пусть даже драгоценным.


Пайка медных труб: общие сведения, способы и технология выполнения работ

Пайка с активным жидким флюсом

Флюс позволяет перекрыть пленку оксида алюминия перед пайкой проводовИсточник masterpaiki.ru

Но как припаять медь к алюминию, если оксидная пленка не позволяет этого сделать? Да, все правильно – нужно как-то ограничить образование оксида. Для этого существуют активные флюсы, содержащие ортофосфорную и ацетилсалициловую кислоты вместе с натриевой солью борной кислоты. По сути, знакомая всем канифоль тоже имеет такой состав, но содержание вышеперечисленных активных элементов там низкое, поэтому результат при лужении алюминия сводится чуть ли не к нулю.

При пайке с применением активных флюсов очень важно соблюдать правила техники безопасности, и это вовсе не пустые слова. Как вы понимаете, приходится иметь дело с ортофосфорной и ацетилсалициловой кислотой, а пары от этих химических соединений раздражают слизистую оболочку и могут попасть в легкие и в кровь. То есть вы попросту будете вдыхать яд, а разрушенная слизистая никак вас не защитит. Результаты пайки с применением активных флюсов отличные, но после соединения кислоты все равно остаются в рабочей зоне и их обязательно нужно смывать. Лучше всего для этого подходят щелочи, а если говорить проще – это раствор кальцинированной или пищевой соды – он нейтрализует кислоты.

Вот некоторые из жидких флюсов, предназначенных для работы с паяльником:

  • Castolin Alutin 51L. На 32% состоит из олова (Sn), свинца (Pb) и кадмия (Cd). Состав хорошо себя ведет при температуре от 160°C и с припоем от этого же производителя.
  • Ф-61. Состоит из триэтаноламина (C6h25NO3), тетрафторобората цинка (B2F8Zn) и татрафторобората аммония (Nh5[BF4]). Рекомендуется для лужения и пайки алюминия при температуре250°C.
  • Ф-64. Состоит из тетраэтиламмония (C8h30ClN), фторидов, смачивающих присадок и ингибиторов. Хорошо разрушает оксидную пленку любой толщины и как нельзя лучше подходит для пайки алюминия с медью.

Примечание: как вы понимаете, главную проблему при пайке меди с алюминием представляет оксидная пленка (Al2O3), поэтому главной целью является ее нейтрализация.

Пайка алюминия. Флюс для пайки алюминия Ф-64.

Пайка порошковыми флюсами

Бура предназначена для пайки с использованием латунных (медных) и серебряных припоевИсточник expertsvarki.ru

Еще одна возможность нейтрализовать оксидную пленку (Al2O3), это использование порошковых флюсов при пайке меди с алюминием. В таких случаях чаще всего используется газовая горелка, а порошки называют присыпками. Возможно, кто-то представляет себе пайку как работу паяльником, но это не совсем так, ведь для проводов сечением 10 мм2 и более паяльник попросту непригоден, так как не сможет их должным образом разогреть. Поэтому не следует скидывать со счетов порошковые флюсы.

Вот некоторые из присыпок (порошковых флюсов):

  • Натриевая соль борной кислоты, больше известная как бура (Na₂[B₄O₅(OH)₄]·8H₂O), представляет собой порошок белого цвета, температура плавления которого составляет 700°C (субстанция становится вязкой). Такой флюс имеет невысокую стоимость, растворяется в воде и хорошо смывается раствором лимонной кислоты.
  • Активный флюс Ф34-A. Согласно ТУ 48-4-229-87 состоит на 50% из хлорида калия (KCl), на 8% из хлорида цинка (ZnCl₂), на 32% из хлорида лития (LiCl) и на 10% из фторида натрия (NaF). Данная субстанция гигроскопична и хорошо растворяется в воде.

Чем заменить паяльную кислоту: 7 удачных вариантов

Другие методы соединения меди и алюминия

Для соединения разнородных проводов, в данном случае, это медь и алюминий, существуют и другие методы, которые вполне себя оправдывают, что подтверждает многолетняя практика.

Метод опрессовки

При прокладке и монтаже электропроводки, появляется необходимость неразъёмного соединения медных и алюминиевых проводов опрессовкой с помощью гильзИсточник samelectrik.ru

Метод пайки для соединения алюминиевых и медных проводов подходит далеко не всегда, и причины могут быть разными. Во-первых, у вас просто может не оказаться флюса, а соединение нужно сделать срочно. Во-вторых, может не оказаться возможности подключения к ≈220 V, в-третьих, может отсутствовать свободное пространство, чтобы подобраться паяльником. Например, в электрической распределительной коробке (дозе) все скрутки должны быть хорошо изолированы, но привычная всем тряпичная лента в данном случае не подходит, так как она пропускает кислород, который будет способствовать окислению алюминия и, как следствие, перегоранию скрутки. Поэтому одним из самых оптимальных вариантов изоляции в таких ситуациях будет гильза – фрагмент нужной длины, отрезанный от термоусадочной трубки.

Термоусадку на скрутку надевают так, чтобы она хотя бы по сантиметру захватывала изоляцию на одном и на другом проводе. Сначала гильзу надевают на один из проводов, затем делают плотную скрутку, передвигают термичку так, чтобы она получилась по центру, но при этом с двух сторон захватывала изоляцию. После этого остается только подогреть термоусадочную трубку, и она обожмет как изоляцию по двум сторонам, так и саму скрутку. Нагревают ее, как правило, обыкновенной горящей спичкой, а остывает гильза за 1-2 минуты. После этого доступ кислорода к соединению прекращается.

Клеммные колодки

Один из самых распространенных способов соединения проводов — это клеммные колодкиИсточник elektroznatok.ru

Клеммные колодки или, как их называют электрики, клеммники, используются для соединения однородных и разнородных токопроводящих жил металлов. Для стыковки в пластиковой колодке используются болтовые или зажимные клеммы, которые обеспечивают стопроцентный контакт и полное отсутствие влияния окисления алюминия на медь. Между клеммами находится шунтирующая пластина из нейтрального металла (обычно, это луженая медь или латунь), на которую не влияет оксидная пленка. Самое основное в клеммной колодке – это хороший зажим обоих проводов, что является гарантией длительного эксплуатационного ресурса. Единственное противопоказание для такого соединения – это повышенная влажность воздуха. Если это происходит именно в таком помещении, то лучше использовать термоусадку.


Особенности автоматической сварки под флюсом

Болтовое соединение

Иногда возникает необходимость соединения двух разных по химическому составу элементов электрических цепейИсточник samelectrik.ru

В правилах устройства электроустановок (ПУЭ) говорится о том, что обычные скрутки из двух разных по химическому составу элементов электрических цепей запрещены. Такие соединения можно производить только при помощи пайки либо других способов, указанных выше – при помощи клеммных колодок, термоусадочной трубки или болтового соединения. Последний вариант чрезвычайно прост: для этого нужен болт, одна гайка и три шайбы, как это показано на верхней фотографии. Но у этого метода есть серьезный недостаток – он подходит только для воздушных линий, так как на таком соединении отсутствует какая-либо изоляция. Безусловно, как вариант, такую конструкцию с маленьким болтом можно собрать в распределительной коробке (дозе) и обезопасить тряпичной изолентой, но это, скорее, исключение, нежели правило.

Пайка алюминия с медью припоем castolin.

Заключение

В заключение следует обратить внимание на то, что при пайке меди и алюминия для лужения ПУЭ запрещает использовать соляную кислоту. Дело в том, что после завершения работ кислота все равно остается на скрутке и через время обязательно разрушатся провода.

Как правильно паять паяльником провода: медные, алюминиевые

Пайка проводов

Инструменты и флюс подобраны и готовы к работе, осталось выяснить, как правильно паять паяльником провода. Пока разогревается инструмент, подготовьте проводники, которые решили соединить. Для этого их нужно аккуратно зачистить от изоляции не очень острым ножом или специальным инструментом. Выполняя эту операцию, старайтесь не повредить жилы

Это особенно важно, если провод многожильный – перерезая отдельные проводки, вы уменьшаете общее сечение провода

Осмотрите место зачистки. Жилы медные, а металл имеет яркий «рыжий» цвет? Предварительное облуживание не потребуется. Плотно скрутите провода между собой. Если проводник мягкий, а жилки тонкие, то это можно сделать руками. В противном случае воспользуйтесь пассатижами:

Подготовка многожильной проводки к пайке.

Теперь нужно нанести на место скрутки паяльный флюс. Если вы пользуетесь жидким, к примеру, раствором канифоли в спирте, то используйте кисточку. Если канифоль твердая, то просто положите скрутку на кусочек канифоли и прижмите ее разогретым паяльником до легкого вплавления в канифоль. Теперь самая ответственная операция. Слегка обмакните жало в канифоль, а затем сразу же возьмите на него немного припоя. Прикоснитесь паяльником к будущему месту пайки и грейте соединение до тех пор, пока припой не начнет растекаться по проводу. Равномерно распределите расплав по всей скрутке. В результате у вас должно получиться что-то подобное:

Качественно спаянные проводники.

Если результат несколько отличается, не расстраивайтесь – с первого раза может получиться не совсем эстетично. Главное – припой равномерно растекся по проводкам, хорошо их смочил и пропитал скрутку. Все равно недовольны? Повторите операцию – снова нанесите канифоль и прогрейте место соединения, добавив припоя или, напротив, убрав лишний. Точно так же поступают и с одножильной или смешанной проводкой.

Теперь осталось решить вопрос как правильно спаять провода, если соединяемые проводки старые и сильно окислились. Прежде всего, постарайтесь качественно и до блеска зачистить жилки. Если провода одножильные, это несложно – достаточно ножа или мелкой наждачной бумаги. Но многожильный провод качественно зачистить не удастся, поэтому придется применить несколько иную технологию пайки паяльником – предварительное лужение с использованием кислотного флюса. Если такового под рукой не оказалось, воспользуйтесь таблеткой обычной ацетилсалициловой кислоты, именуемой в народе «аспирин».

Ацетилсалициловая кислота – отличный кислотный флюс для пайки.

Облуживание при помощи таблетки аспирина проводите в следующей последовательности:

  1. Освободите концы проводников от изоляции.
  2. По возможности зачистите окисленные провода до блеска.
  3. Если в проводнике много жил, плотно их скрутите между собой.
  4. Прижмите проводник к таблетке и прогрейте паяльником до появления дыма.
  5. Возьмите на жало немного канифоли, припоя и прогревая провод, хорошенько покройте его припоем, которого на жале должен быть минимум.
  6. Промойте облуженные концы проводов спиртом, чтобы удалить остатки кислоты.

После всех этих процедур в вашем распоряжении окажутся два одножильных проводка, готовых к пайке обычным образом:

Облуженные провода, готовые к пайке.

Originally posted 2018-07-04 08:10:48.

Полезные советы

В домашних условиях нельзя проводить работу по омеднению алюминия. Контакт с кислотами и сопутствующая химическая реакция требует специально оборудованной мастерской с вентиляционным оборудованием или свободным притоком свежего воздуха

Важно понимать, что разные по своим свойствам материалы при правильной подготовке можно паять и без создания контактных площадок. Метод гальванизации скорее актуален для промышленного производства

При работе с трубами, которые затем будут эксплуатироваться под давлением, важно тщательно рассчитывать требуемую прочность соединения. Именно исходя из этого подбираются припои и флюсы

При использовании горелки вместо паяльника нужно исключить возможное воспламенение посторонних предметов. Все работы выполняются в мастерской.

В следующем видео рассказывается о том, как спаять медь с алюминием.

Как правильно паять паяльником – советы, видео

Поверхности обрабатываемых деталей перед пайкой очищают наждачной бумагой и обезжиривают бензином или ацетоном. Затем их нужно установить и закрепить в исходном положении. После этого можно разогреть паяльник и приступать к пайке одним из двух основных способов.

  1. При подаче припоя на детали с паяльника , на приборе сначала нужно расплавить некоторое количество припоя, а затем поднести жало к соединяющим заготовкам и прижать его. В это время флюс должен начать вскипать и испаряться. В это время наконечником прибора следует распределить припой по стыку.

  2. При подаче припоя на соединяемые детали, сначала с помощью паяльника разогреваются сами заготовки. После того как они достигнут необходимой температуры, нужно будет подать припой в стык между деталью и паяльником или на деталь. Расплавляющийся припой начнет заполнять стык.

Выбор способа соединения зависит от характера выполняемой работы. Первый способ подойдет для пайки мелких деталей, а второй для соединения крупных изделий.

Во время работы с паяльником необходимо соблюдать некоторые требования:

  1. Хорошо прогревать прибор и соединяемые детали. Если припой размазывается, а не течет, значит нужно увеличить температуру нагрева паяльника.
  2. Остатки кислотных флюсов следует обязательно смывать после пайки. Иначе через некоторое время соединение может быть разрушено коррозией. В качестве моющего средства можно применить щелочные вещества.
  3. Нельзя во время процесса пайки вносить много припоя. Шов должен получиться слегка вогнутым. Лишний припой удаляется оплеткой или отсосом. Если жало прибора приобрело металлический блеск, значит припоя достаточно. О том, что припоя много, говорит измененная форма жала.

Качественный спай должен ярко блестеть. Пережженный припой выглядит матовым, однако в некоторых случаях он допустим. Губчатая зернистая структура спая говорит о недостаточной температуре и о явном браке.

Как паять провода

На подготовительном этапе провода следует зачистить, скрутить и залудить:

  • провод опускается в ванночку с канифолью;
  • капля припоя с помощью паяльника распределяется по медным жилам;
  • чтобы покрытие было со всех сторон, в процессе лужения провод необходимо поворачивать и прогревать;
  • залуженный конец провода окунается в разогретый припой, излишки которого удаляются.

Одножильные провода перед спайкой очищаются до блеска. После этого их нужно окунуть в канифоль, соединить, несколько секунд прогреть и нанести припой. Для обеспечения надежной изоляции на оголенный провод надевается термоусадочная трубка, которая должна быть большего диаметра. Под воздействием высокой температуры она уменьшится и образует изоляцию проводов.

Если из-за наличия эмали или лака проводник не хочет лудиться, то можно применить обычный аспирин. Для этого таблетку нужно положить на дощечку и, прижав к ней проводник, прогреть его несколько секунд. Таблетка должна начать плавиться, а выделяемая кислота разрушать лак.

Препятствовать лужению на старых проводах могут окислы, которыми они бывают покрыты. Справиться с ними поможет та же таблетка аспирина.

Для лужения провода из алюминия необходим «Флюс для пайки алюминия». Он является универсальным, поэтому использовать его можно для соединения металлов с химически стойкой окисной пленкой. При этом во избежание коррозии не нужно забывать после пайки очищать изделия от остатков флюса.

Следует знать, что недопустимо скручивать вместе алюминиевый и медный провода. Фиксировать их можно только через промежуточный элемент, в качестве которого можно применить другой металл, клеммный зажим, разделение шайбами.

Для правильной пайки с помощью паяльника требуется тщательная подготовка деталей и инструментов. Во время самого процесса слой припоя всегда должен быть защищен флюсом. Для различных материалов подбирается соответствующей мощности прибор и необходимой формы жало. При выдерживании оптимального температурного режима и правильном соединении деталей пайка получится надежной и будет долго служить.

Шаг 1 – Подготавливаем инструмент

Для начала Вам нужно подготовить паяльник к пайке проводов своими руками. Все, что требуется – тщательно очистить жало от остатков припоя либо других возможных загрязнений.

Для этого можете использовать обычный напильник. Помимо этого Вы должны подготовить припой и флюс, без которых не получится паять провода паяльником. Что касается припоя, для того, чтобы спаять жилы, можно использовать либо сплав олова и свинца, либо специальную нить, как показано на фото ниже.

Флюс необходим для того, чтобы во время пайки припой равномерно покрыл спаиваемые материалы. Помимо этого флюс избавляет медные жилы от оксидной пленки, которая значительно ухудшает надежность соединения. В качестве флюса Вы можете использовать либо канифоль, либо специальную паяльную кислоту. И тот и другой вариант пользуется популярностью у мастеров.

Еще один важный этап подготовки – создание подходящего рабочего места. У Вас должна быть рядом розетка и подставка для паяльника, чтобы технология пайки проводов своими руками была безопасной.

Кстати, Вы можете сделать паяльник своими руками, что не займет много времени и сил. Самодельный аппарат прослужит Вам довольно долго, в чем Вы сами сможете убедиться!

Подготовка к процессу пайки

Перед началом работ необходимо подготовить паяльник, материалы, инструменты и рабочее место.

Рабочий участок рекомендуется снабдить:

  1. Подставкой , на которой будет располагаться разогретый прибор. На ней же нужно будет расположить флюс, «крокодил» и кусочки поролона, которые нужны для чистки жала.

  2. Штативом, на котором будут размещены: держатель для паяльника, ванночка с канифолью, зажимы.

В набор необходимых инструментов входит:

  • напильники;
  • круглогубцы;
  • кусачки;
  • пассатижи;
  • пинцеты;
  • наждачная бумага;
  • нож.

Подготовка паяльника

Перед работой с паяльником, его жалу придают определенную форму. Делается это с помощью напильника. Наиболее используемые формы – на срез и угловая. Ножевидная применяется для выпаивания выводов разъема или нескольких контактов микросхем.

Жало рабочего инструмента должно быть равномерно покрыто припоем. С «грязным» жалом паять будет затруднительно. Поэтому холодный паяльник с помощью напильника нужно почистить до меди, из которой изготовлено жало.

После этого прибор следует нагреть и последовательно касаться им то канифоли, то припоя. Делать так следует несколько раз, добиваясь равномерного покрытия жала припоем. После этого можно начинать пайкой соединять металлические детали.

Подготовка флюса

Выбор нужного флюса является решением одной из важных задач пайки. Необходим он для того, чтобы спаиваемые поверхности во время нагрева не окислялись. В противном случае спайка получится неустойчивой и рыхлой. Ее можно будет очень легко повредить. Поэтому качество флюса определяет трудность или легкость процесса пайки, и то, как прочно будет соединяться обрабатываемый материал.

Флюсы должны быть подобраны под подготовленный для пайки материал:

  1. Для соединения проводов и микросхем применяется широко известная канифоль. Внешне это кристаллическое прозрачное вещество красно-коричневого, красного, желтого или оранжевого оттенка похоже на янтарь.

  2. Для пайки труднодоступных или неудобно расположенных деталей используется канифольно-спиртовый флюс. Для его получения канифоль нужно раздробить до состояния песка и растворить в денатурате или техническом спирте. Наносится он на заготовки кистью, а хранится в плотно закрытой емкости.

  3. Для оцинкованного железа применяется флюс ЛК-2, который состоит из хлористого аммония, хлористого цинка, этилового спирта и канифоли.

  4. Для нержавейки используется ортофосфорная кислота.

  5. Хорошо подготавливают поверхность стойких металлов активные кислые флюсы на основе хлорида цинка.

  6. Для пайки стали эффективными флюсами считаются паяльные кислоты и водные растворы на основе хлористого цинка.

Следует знать, что для пайки нержавеющих сталей необходимы более активные флюсы, чем для обработки низколегированных и углеродистых материалов. Чугун нужно паять высокотемпературной пайкой, поэтому электрический паяльник с ним не справится.

Припои для пайки

С помощью чистого олова соединять детали очень дорого, так как это ценный материал, поэтому используют его довольно редко.

Самое лучшее качество пайки получается после применения припоев, которые содержат свинец. Однако этот материал является вредным.

Чтобы во время работы не держать в руке горячий припой, его удерживают плоскогубцами или размещают на специальном приспособлении.

флюс и припой для пайки алюминиевой проводки в домашних условиях

Существует мнение, что перед тем, как паять алюминий у себя в домашних условиях, следует запастись припоем особого качества, а также специальным паяльным инструментом (газовой горелкой в частности). При этом в качестве объяснений приводятся следующие факты: во-первых, на поверхности алюминия всегда имеется окисная плёнка и, во-вторых, температура его нагрева достаточно велика.

Пайка алюминия

И, действительно, из-за характерного металлического налёта лужение и пайка алюминия в домашних условиях связана с определёнными сложностями. Решить эту проблему помогут специальные припои, применяемые одновременно с активными флюсами для алюминия.

Рассмотрим каждый из представленных выше расходных материалов более подробно.

Высокотемпературный припой

В состав традиционного легкоплавкого припоя входят такие обязательные составляющие, как олово (Sn) и свинец (Pb) с небольшими добавками висмута (Bi), кадмия (Cd) и цинка (Zn). Посредством такого паяльного состава удаётся обрабатывать медные и стальные заготовки, при пайке которых поверхности редко нагреваются выше 300 градусов.

Перед тем, как паять алюминий обычными средствами, следует знать о том, что для обработки этого металла указанные составы не годятся, поскольку рабочая температура его нагрева должна быть значительно выше. Для работ этой категории потребуются особые припои для алюминия, включающие в свой состав высокотемпературный кремний. В качестве добавок в них содержатся медная и другие активные составляющие (серебряные и или цинковые компоненты, например).

Важно! В них также должна входить и алюминиевая компонента.

Припой ЦОП-40

Обратите внимание! При увеличении количества цинка припой для пайки алюминия приобретает хорошую устойчивость к коррозийному разрушению.

Таким образом, к разряду высокотемпературных принято относить припои, в состав которых входят такие обязательные компоненты, как кремний, медь и алюминий (цинк). В качестве примера может быть рассмотрен известный образец отечественного алюминиевого припоя – 34A, а также его импортный аналог под обозначением «Aluminium-13». В них обычно содержатся до 87% алюминия и примерно 13% кремния, что позволяет поднять температуру пайки ориентировочно до 590-600°С.

Флюсовая компонента

Флюс для пайки алюминия обычно подбирается с учётом химической активности его составляющих по отношению к данному металлу. Для этих целей вполне сгодятся такие известные отечественные смеси, как Ф-64, Ф-59А, Ф-61А, включающие в свой состав компоненты аммония и другие, активные по отношению к алюминию добавки.

На ёмкостях с этими паяльными реагентами обычно имеются ярлычки со специальными пометками «для пайки алюминия».

Для работы с этим металлом может использоваться флюс, выпускаемый под фирменным обозначением «34А», включающий в свой состав хлористые соединения калия, цинка и лития в нужной пропорции, а также фторид натрия (10%). Эти смеси считаются наиболее подходящими, когда предполагается пайка алюминия с медью или другими цветными металлами.

Флюс для высокотемпературной пайки

Порядок проведения паяльных работ

Подготовка поверхности

Пайка алюминия оловом с активными добавками начинается с подготовки поверхностей сочленяемых деталей или изделий. Для этого над ними необходимо проделать следующие операции:

  • Тщательно обезжирить их, воспользовавшись смоченной в ацетоне мягкой фланелью;

Дополнительная информация. Вместо ацетона может использоваться любой заменяющий его традиционный растворитель (бензин, например).

  • Зачистить подлежащее пайке место, для чего рекомендуется использовать мелкозернистую наждачную шкурку;
  • В качестве запасного варианта может быть предложено травление поверхности специальными активными составами, однако из-за своей специфичности эта процедура применяется крайне редко.

Следует помнить о том, что удалить оксидную пленку за один заход полностью не удаётся, поскольку на данном участке сразу же образуется новый тонкий слой. Зачистка поверхности осуществляется не для полного удаления нежелательного покрытия, а с целью частичной его нейтрализации перед обработкой флюсом. По завершении этой операции поверхность может быть запаяна достаточно легко.

Нагрев зоны пайки

Для того чтобы спаять небольшие по размеру заготовки из алюминия, достаточно паяльника небольшой мощности (не более 100 Ватт). Для пайки массивных изделий или деталей нужно будет воспользоваться паяльником большей мощности. Лучше всего для этих целей подойдёт специальный мощный инструмент или газовая горелка.

Мощный паяльник на 300 Ватт

Пайка алюминия газовой горелкой (иногда для этих целей используют паяльную лампу) имеет особую специфику, проявляющуюся в следующих особенностях:

  • Во-первых, не рекомендуется сильно перегревать алюминий, поскольку он может частично расплавиться. Для предотвращения этого эффекта по ходу пайки следует периодически прикасаться припоем к обрабатываемой поверхности. Его расплавление будет означать, что требуемая температура уже достигнута;
  • Во-вторых, нежелательно применять кислород в качестве обогатителя газовой смеси, так как он может спровоцировать окисление металла.

Горелка газовая

Инструкция по пайке

Для того чтобы получить паяное соединение изделий из алюминия, следует руководствоваться стандартной методикой, предполагающей следующий порядок действий:

  • Сначала поверхность в месте пайки обезжиривается, после чего эта зона тщательно зачищается;
  • Если требуется припаять одну деталь к другой, обе они надёжно фиксируются в тисках или струбцине;
  • После этого можно будет начать прогревать места соединения;
  • В процессе пайки специальным припоем по алюминию, содержащим активатор, несколько раз прикасаются к месту сочленения. При использовании обычного припоя для активного воздействия на оксидную плёнку потребуется специальный флюс.

Обратите внимание! Для надёжного разрушения поверхностной пленки из оксида алюминия рекомендуется использовать щетку с щетинками из стальной проволоки. Посредством этого простейшего инструмента в процессе пайки удаётся равномерно распределить весь припой по плоскости обрабатываемых алюминиевых заготовок.

Что делать, если нет требуемых материалов

В ситуации, когда в хозяйстве отсутствуют необходимые для пайки расходные материалы, можно воспользоваться традиционными припоями. При этом флюс заменяется обычной спиртовой канифолью, с помощью которой поверхность алюминия заливается после её предварительной чистки. Благодаря этому обеспечивается защита от окисления и образования нежелательной оксидной плёнки.

При данном подходе паяльник одновременно используется в качестве инструмента, разрушающего это препятствие. С этой целью на жало паяльного приспособления устанавливается специальный скребок, посредством которого удаётся постоянно счищать образующийся слой оксида. Кроме того, повысить производительность такого процесса удаётся, если в канифоль добавить немного опилок, образующихся при резке металла.

Спаивают детали в этом случае следующим образом:

  • Сначала хорошо прогретым паяльником с предварительно залуженным жалом на месте пайки расплавляется небольшое количество канифоли;
  • После того, как она полностью закроет весь прогретый участок, по его поверхности следует с усилием потереть жалом паяльника. В место пайки нужно добавить небольшое количество металлических опилок, которыми совместно с жалом эффективно разрушают оксидную пленку;
  • По завершении процедуры лужения обрабатываемые алюминиевые заготовки соединяют между собой и тщательно прогревают обычным паяльником.

В заключительной части обзора отметим, что пайка без применения специального оборудования и активных расходных материалов – это очень трудоёмкая и хлопотливая процедура, не гарантирующая получения положительного результата. Именно по этой причине прибегнуть к этому способу пайки могут только хорошо подготовленные пользователи, имеющие большой опыт работы с паяльным оборудованием.

В том случае, когда абсолютной уверенности в своих силах нет, лучше всего приобрести все необходимые материалы и попытаться взять напрокат требуемый инструмент (газовую горелку в частности).

Видео

Оцените статью:

методики и принципы, флюсы и припои

Алюминий является материалом с хорошей прочностью, высокой тепло- и электропроводностью. Эти положительные качества способствуют широкому применению металла в промышленности и быту. Достаточно часто возникает необходимость соединить алюминиевые детали или заделать образовавшееся отверстие в алюминиевой ёмкости. Но не каждый знает, как спаять алюминий в домашних условиях.

Пайка алюминия

Одним из наиболее известных способов соединения металлов, особенно в электротехнических работах, является пайка. Она обеспечивает меньшее сопротивление соединений, и, как следствие, их меньший нагрев под воздействием электрического тока. Поскольку алюминий наряду с медью — основной проводящий материал в электрических сетях и устройствах, необходимость в его пайке возникает достаточно часто.

Сложность в том, что «крылатый металл» на воздухе мгновенно покрывается плёнкой окисла, к которой расплавленный припой не пристаёт. Необходимо с помощью механической зачистки удалить слой окисла, но он практически мгновенно образуется снова.

Для того чтобы избежать повторного образования оксидной плёнки, разработаны множество методик. Среди них:

  1. Зачистка небольших деталей под слоем жидкого флюса.
  2. Применение флюсов совместно с абразивными материалами.
  3. Использование медного купороса для создания медной плёнки на алюминиевом изделии.
  4. Применение специальных флюсов и припоев.

Зачистка под слоем флюса

Небольшие алюминиевые детали, например, проводники, можно зачищать, опустив часть детали в жидкий флюс, которым может служить обычный раствор канифоли или паяльная кислота. Жидкий флюс предохранит зачищаемый участок от контакта с кислородом и образования плёнки. Тем же защитным эффектом обладает и обычное трансформаторное масло.

Абразивные материалы

Часто к флюсу (той же канифоли) добавляются железные опилки. В процессе пайки необходимо тереть нагреваемое место жалом паяльника. Под действием трения опилки сдирают слой окиси, а канифоль закрывает доступ кислорода к освобождённому металлу. Вместо опилок может быть использован любой крошащийся абразив: наждачная бумага или даже кирпич.

Использование медного купороса

Любопытный метод, использующий гальваностегию. Два алюминиевых электрода опускаются в раствор медного купороса и соединяются с полюсами электрической батареи. Электрод, присоединённый к плюсу, зачищается. На зачищенную поверхность в результате электролиза начинает осаждаться медь. Когда алюминий оказывается полностью покрыт медной плёнкой, деталь высушивается. После этого пайка проходит гораздо легче, ведь медь — прекрасный материал для этого типа соединений.

Специальные припои

Наиболее качественное соединение в домашних условиях можно получить, используя легкоплавкие припои на основе олова и меди и специальные флюсы. Самым популярным отечественным флюсом является Ф64, который позволяет паять алюминиевые детали без механической зачистки. Так, к примеру, без проблем осуществляется пайка алюминия с медью, или запаивается изнутри алюминиевая трубка, зачистить которую иными способами не представляется возможным.

При этом используются обычные легкоплавкие оловянно-свинцовые припои с температурой плавления 200−350 градусов. Паяльник должен быть довольно мощным — от 100 Вт и выше. Причина — в высокой теплопроводности алюминия. Недостаточно мощный паяльник просто не сможет нагреть место спайки до температуры плавления припоя. Лишь очень маленькие детали (преимущественно в радиоэлектронике) можно соединять паяльником мощностью 60 Вт.

Для пайки больших алюминиевых деталей паяльник не подойдёт. Здесь лучше воспользоваться любой газовой горелкой, обеспечивающей нагрев до 500−600 градусов, и одним из специализированных припоев. Одним из наиболее популярных является HTS-2000 — безфлюсовый припой для пайки алюминия, меди, цинка и даже титана.

Он обладает несколькими достоинствами:

  1. Низкой температурой плавления (390 градусов Цельсия).
  2. Возможностью применения без флюса.
  3. Надёжностью соединения (во многих случаях способен заменить аргонную сварку).

Правда, HTS-2000 не исключает процесса зачистки. Более того, в процессе пайки необходимо сдирать прутком припоя или металлической щёткой оксидную плёнку, чтобы обеспечить надёжное соединение. Однако этот способ позволяет выполнять такие работы как запаивание прохудившихся алюминиевых ёмкостей, например, канистр, или даже автомобильных алюминиевых радиаторов.

Кроме того, HTS-2000 — это практически единственный (за исключением аргона) способ соединения двух «крылатых» металлов: алюминия и титана.

Существуют и другие высокотемпературные припои, разработанные специально для пайки алюминия. Например, 34А, в составе которого содержится две трети алюминия, а также медь и кремний. Но температуры плавления таких припоев — 500−600 градусов Цельсия, что близко к температуре плавления самого алюминия.

Поэтому использование высокотемпературных припоев в домашних условиях опасно — алюминиевая деталь при нагреве до столь высоких температур может быть непоправимо испорчена.

6 способов пайки алюминиевых деталей с помощью электрического паяльника — Yantai Baodi Copper & Aluminium Co., Ltd

 При обслуживании радио и бытовой техники иногда необходимо припаивать небольшие алюминиевые детали, потому что поверхность алюминиевого устройства легко окисляется, что новичкам сложно прочно паять. Автор ссылается на информацию о сварке алюминиевых деталей и успешно прошла проверку. В этой статье для справки представлены эти практические методы пайки алюминия.Сначала на место пайки алюминиевой детали сначала наносится припой, затем горячий паяльник пропитывается и помещается в место пайки для предварительного нагрева. Когда температура повышается, припой загустевает, а затем добавляется немного припоя и припоя, чтобы припой содержал жало паяльника, а затем используйте жало паяльника, чтобы протереть переднюю и заднюю часть паяльной станции. Расстояние трения не должно быть слишком большим. Как правило, пленка алюминиевого сплава на поверхности алюминиевого компонента надрезается жалом паяльника на расстоянии от 3 до 5 мм.Паяное соединение не может образовать новую оксидную пленку из-за включения расплавленного олова и воздуха, и олово может быть нанесено на алюминиевый элемент только что удаленной оксидной пленки. Изотермическая форма олова меняется со сферической на плоскую, что указывает на то, что алюминиевый элемент прочно связан с оловом. В это время трение прекращают и остатки флюса вытирают, а затем припаивают к подводящему проводу или другим компонентам олова. Это очень удобно.Во-вторых, сначала капните несколько капель разбавленной соляной кислоты в паяное соединение алюминиевого компонента, чтобы удалить поверхностную оксидную пленку, подождите некоторое время, затем добавьте несколько капель концентрированного раствора сульфата меди и подождите, пока сварной шов не покроется медью. , смыть водой. Избыток раствора сульфата меди и раствор соляной кислоты затем можно сварить паяльником мощностью 45-75 Вт, который работает хорошо. В-третьих, возьмите кусок алюминия в тигель, чтобы нагреть и расплавить, затем добавить от 2 до 5 раз олова, чтобы расплавить, а затем использовать, а затем удобно сваривать в соответствии с обычным методом.В-четвертых, при обработке чистой алюминиевой поверхности, покрытой раствором нитрата ртути, съешьте больше олова с жалом паяльника мощностью 100 Вт и используйте жало паяльника, чтобы втереть раствор нитрата ртути в поверхность сварки. Это можно сварить прочно. Но обратите внимание: ртуть токсична, ее следует сваривать в проветриваемом месте и не использовать высокотоксичный хлорид ртути. 5. Алюминиевые детали сварены методом заземления. Белый порошок пилы из стекловолокна готовят заранее, наносят на поверхность свариваемой поверхности и растирают паяльником мощностью 75 Вт по свариваемой поверхности до тех пор, пока слой олова не прикрепится к алюминиевой поверхности, а затем ткань используется.Смесь белого порошка и канифоли удаляют, после чего ее можно сваривать общим методом. Практика проста, а эффект сварки удовлетворительный. Также можно смешать канифоль и железные опилки, затем отшлифовать алюминиевую поверхность наждачной бумагой, поместить канифоль и железный порошок на отполированную поверхность паяльной поверхности, несколько раз протереть паяльником алюминиевую поверхность, а затем нажать общим методом . Гладкая сварка. Наконец, шестой метод, сначала отполируйте поверхность алюминиевых деталей сварки, а затем капните несколько капель масла для швейных машин, количество масла должно быть достаточным, а затем используйте острый нож, чтобы несколько раз очистить его взад и вперед. при сварке, а затем используйте паяльник для пайки и канифоль при сварке. Потирая вперед и назад, олово скоро прочно прилипнет к алюминиевой детали, этот метод также прост и практичен.

Пайка алюминиевого сплава 7075 с использованием электроосажденных прослоек Ni-P и Cu-Cr

Реферат

Прямая пайка алюминиевого сплава 7075 очень трудна или даже невозможна. Для этого были разработаны гальванические покрытия и способы их нанесения на поверхности сплавов. В работе представлены структуры и механические свойства паяных соединений сплава 7075, выполненных непрямым способом с использованием электролитически осажденных покрытий Ni-P и Cu-Cr.Описано нанесение вновь разработанных покрытий Ni-P и Cu-Cr на базовые поверхности сплава 7075. Представлены результаты исследования смачиваемости припоя S-Sn97Cu3 в капельном тесте и методом намазывания на покрытия, нанесенные на подложки 7075. Угол смачиваемости обоих покрытий был ниже 30°. Представлены результаты металлографических исследований с применением световой и электронной микроскопии. Показано, что адгезия металлических покрытий к алюминиевому сплаву хорошая, превосходящая прочность на сдвиг припоя S-Sn97Cu3.Прочность на сдвиг паяного соединения составляла 35 ± 3 МПа. Измеренная твердость промежуточного слоя Ni-P достигла высокого значения 471 HV 0,025.

Ключевые слова: 7075 алюминиевый сплав, пайка, электроосаждение, промежуточный слой: Ni-P, Cu-Cr

1. Введение

Алюминиевые сплавы серии 7ххх относятся к группе материалов с ограниченной адгезионной способностью, особенно с использованием традиционные методы пайки/пайки и дуговая сварка [1,2,3]. Благодаря очень хорошим механическим свойствам, высокой прочности на разрыв (свыше 500 МПа) и твердости (свыше 150 HV) [4,5,6] при малом удельном весе они все чаще используются в качестве строительных материалов во многих отраслях промышленности.Этому также способствует широкий спектр термических обработок и быстрое естественное старение [7,8]. Наиболее крупными областями применения этих сплавов являются авиа- и автомобилестроение [9,10], а также космическая, военная и машиностроительная отрасли [5].

Большинство сплавов серии 7ххх обладают самой высокой прочностью среди всех промышленных алюминиевых сплавов [3]. Твердая растворимость цинка и магния в алюминии непостоянна, а их добавки делают сплавы склонными к дисперсионному твердению [3,11].Кроме того, добавка меди в количестве от 1 до 2 мас. % повышает механические свойства сплавов [3]. Они могут подвергаться термической обработке путем рекристаллизационного отжига при 390–430 °С или дисперсионного твердения, состоящего из пересыщения при 465–480 °С с последующим искусственным старением при 120–150 °С [11]. Неблагоприятной особенностью этих сплавов является их относительно низкая стойкость к коррозии (особенно коррозии под напряжением) и к повышенным температурам, изменяющим их структуру и отрицательно влияющим на механические свойства [11].

При склеивании сплавов серии 7ххх возникают значительные металлургические трудности [12]. В частности, ограничены традиционные способы сварки (сварка плавлением), где соединение получается в результате плавления и смешения легирующих компонентов основных материалов и присадочного металла [13,14]. Смешивание легирующих элементов часто инициирует образование твердых и хрупких интерметаллидных фаз, которые отрицательно сказываются на механических свойствах соединений, а в случае ограниченной взаимной растворимости легирующих элементов также могут приводить к возникновению горячих трещин в соединениях и/или в термопластах. зона поражения (ЗТВ) [13].По этой причине традиционные способы сварки вытесняются методами сварки трением с перемешиванием (СТП), дуговой сварки припоем, чаще всего сварки металлами в среде инертного газа (MIG, TIG) плавящимися электродами, лазерной сварки припоем, чаще всего многолучевой (трифокальной). лазерная сварка [13,14]. Кроме того, все более популярными становятся низкоэнергетические методы сварки и сварки пайкой, например, сварка холодным переносом металла (CMT) [15,16].

Широкий диапазон температур ликвидуса-солидуса от 477 до 635 °С для сплава 7075 [5] исключает возможность его пайки традиционными припоями на основе Al-Si.При использовании силуминовых припоев процесс пайки должен проходить при температуре ок. 600 °С [17,18]. Соединение сплавов серии 7ххх пайкой напрямую также невозможно из-за дефицита присадочных металлов и, в первую очередь, флюсов, обеспечивающих хорошую смачиваемость () и, как следствие, создание качественных паяных соединений.

Недостаточная смачиваемость припоя S-Sn97Cu3 на подложке из алюминиевого сплава 7075: общий вид ( a ) и поперечное сечение ( b ).

На практике пайку тугоплавких сплавов, несмачиваемых припоями, часто проводят непрямым способом.Он заключается в создании промежуточных слоев (покрытий), преимущественно металлических и хорошо смачиваемых припоем, на поверхностях соединяемых материалов. Таким способом спаивают, например, алюминий с медью [19], графит с медью [20] или алюминий [21] и керамику с металлами [22]. Покрытия могут наноситься на поверхности основных материалов различными способами, начиная от гальванических методов, через химические (CVD) и физические методы осаждения из паровой фазы (PVD), до методов термического плазменного напыления или холодного газа низкого и высокого давления. распыление.

В рамках исследований были проведены испытания пайки алюминиевого сплава 7075 с использованием вновь разработанных авторами электролитически осажденных покрытий Ni-P и Cu-Cr [23,24]. Учитывая широкий диапазон ликвидус–солидус сплава 7075, для пайки использовался припой на основе олова. Это ограничивает потенциальную область применения соединениями, не выдерживающими высоких эксплуатационных нагрузок, но сохраняющими металлическую непрерывность и обеспечивающими хорошую электрическую или тепловую проводимость.

2.Материалы и методика

В ходе исследований образцы из сплава 7075-Т6 соединяли непрямым способом с использованием слоев Ni-P и Cu-Cr. Алюминиевый сплав 7075 характеризуется высокой механической прочностью (предел прочности при растяжении 480–540 МПа), но имеет относительно низкую стойкость к коррозии, особенно коррозии под напряжением. Из-за высокой чувствительности к высоким температурам предпочтительно склеивать его при низких температурах, используя технологию пайки. По этой причине применялись технологии печной и газопламенной пайки.В качестве припоя использовался сплав S-Sn97Cu3 с температурой плавления от 232 до 290 °С [25]. Также использовался флюс на основе хлорида цинка и хлорида аммония, рекомендованный для пайки меди и медных сплавов и никеля с применением припоев на основе олова. Флюс остается активным до 316 °С [25]. Химические составы основного металла и присадочного металла согласно [26, 27], а также результаты проведенного спектрального анализа приведены на рис.

Таблица 1

Химический состав основного металла и присадочного металла.

BI
Химический состав, мас%
Элемент Si Fe Cu Mn Мг Cr Zn Ti Аль
Основной металл сплав 7075 Макс. 0,40 Макс. 0,50 1,20–2,00 Макс. 0,30 2,10–2,90 0,18–0,28 5,10–6,10 Макс. 0,20 Рем.
SP Анализ * 0.12 0,12 0,07 0,07 0,09 2,88 0,19 0,19 6.04 0,06 Rem.
Element CU Fe в PB PB AG Ni NI Прочие SN
S-SN97CU3 2.50-3.50 Макс. 0,02 Макс. 0,10 Макс.0,07 Макс. 0,10 Макс. 0,10 Макс. 0,01 Макс. 0,186 Рем.
SP Анализ * 2.65 0,01 0,08 0,04 0,04 0,05 0,09 0,01 0,01 0,18 Rem.

Для исследования смачиваемости припоя в капельном испытании и методом намазывания использовали образцы из сплава 7075 размером 30×30 мм и толщиной 3 мм.Для паяных соединений внахлест использовались образцы размером 25×80 мм и толщиной 3 мм.

После механической шлифовки и химической очистки на образцы наносили электролитическим способом металлические покрытия. Электролиз проводили в двух различных, недавно разработанных гальванических ваннах с параметрами, выбранными для получения покрытий Ni-P и Cu-Cr толщиной около 12 мм. Такая толщина покрытий должна предотвращать их хрупкость, но обеспечивать их герметичность и прочность при пайке. Толщину и химический состав нанесенных покрытий измеряли с помощью рентгенофлуоресцентного анализатора FischerScope XRAY XDL-B type X-ray от FISCHER GmbH (Ахерн, Бадения-Виртембергия, Германия).

После нанесения покрытий оценивали их смачиваемость путем измерения поверхностной свободной энергии (СЭЭ), ее полярной и дисперсионной составляющих с использованием анализатора Krüss DSA HT 1200 (Krüss GmbH, Гамбург, Германия), интегрированного с компьютерной программой DSA3 . В качестве эталонных жидкостей применялись дистиллированная вода, дийодметан и этиленгликоль с известными поверхностными энергиями и известными полярной и дисперсионной составляющими, см. [28]. Отдельные капли каждой жидкости помещались на надлежащим образом подготовленные поверхности исследуемых образцов и угол смачивания θ считывался из программы с точностью до 0.1°. Все значения θ были определены методом Оуэнса-Вендта-Рабеля-Кельбле (OWRK) [29]. В этом методе смачиваемость и адгезия зависят от влияния дисперсионного и полярного взаимодействий измерительной жидкости. С помощью метода OWRK можно определить и оптимизировать влияние различных методов обработки (например, плазменная обработка или нанесение покрытий) на величину адгезионных взаимодействий в таких процессах, как склеивание, окраска, гидрофобные покрытия и т.п. с использованием эффекта изменение поляризации при контакте поверхностей разной полярности [28,29].

Таблица 2

Свойства выбранных измерительных жидкостей.

6 Дистиллированная вода
жидкость
жидкость поверхность свободной энергии (SFE),
γ W [MJ / M 2 ]
дисперсионный компонент,
γ WD [MJ / M 2 ]
Полярная компонент,
γ 9 WP [MJ / M 2 ]
72,8 21.8 51,0
дийодметан 50,8 48,5 2,3
Этиленгликоль 48,0 29,0 19,0

Свойства пайки определенно определяли в тесте смачиваемости, проводили -нанесением припоя S-Sn97Cu3 на подложки 7075 с нанесенными покрытиями. На образцы наносили навески по 0,1 г припоя с половиной этого веса флюса.Далее образцы (по 5 на каждую серию) помещали на керамическую подложку и вместе помещали в печь, нагретую до 300 °С. Электропечью была Czylok FCF 7SM 2,6 кВт (Czylok, Jastrzębie-Zdrój, Śląsk, Польша) с рабочей температурой до 1100 °C. Из-за относительно высокой термической инерции образцов флюс активировался, и припой начинал плавиться через 120 с. С этого момента образцы выдерживались в печи еще 30 с. Вынутые из печи образцы очищали от остатков шлака и подвергали дальнейшим исследованиям.

Соединения для металлографических исследований и механических испытаний, т. е. для испытаний на статическое растяжение при сдвиге и измерения твердости по Виккерсу, готовили пайкой пламенем. Из-за низкой температуры процесса использовался нагрев пропан-воздушным пламенем. Для получения воспроизводимых результатов использовались дистанционные элементы в виде стальных проволок диаметром 0,2 мм, гарантирующие постоянную ширину паяного зазора. Нахлест был шириной 10 мм. С момента начала плавления припоя соединения нагревали еще 5 с, а затем охлаждали на воздухе.Соединения для металлографических исследований разрезали пополам, заливали смолой, шлифовали и полировали для получения микроскопических образцов. Прочность на растяжение при сдвиге определяли на универсальной механической испытательной машине Zwick/Roell ZMARTPRO (Zwick-Roell GmbH, Badenia-Wirtembergia, Ulm, Germany). Измерения твердости по Виккерсу проводились на поперечных сечениях паяных соединений при низкой нагрузке на индентор 25 G. Твердость измерялась с помощью испытательной машины Sinowon PMT3 (Sinowon, DongGuan, Guangdong, China).

3. Результаты и обсуждение

3.1. Электроосаждение покрытий Ni-P и Cu-Cr

Условия осаждения покрытий определяли с помощью диаграммы Пурбе [30]. Из диаграммы следует, что сплав 7075 имеет значительно ограниченную область коррозионной стойкости в диапазоне возможных гальванических ванн. Таким образом, даже если сплав 7075 можно было бы покрыть в сильнокислотных ваннах, это практически невозможно из-за положения алюминия в гальваническом ряду.Поэтому покрытие сплава осуществлялось с использованием промежуточных слоев, прочно сцепленных с подложкой.

Для нанесения гальванических покрытий была построена лабораторная станция, состоящая из источника питания (Elektro-Tech тип ETZ 10/10, Elektrotech, Kryniczno, Dolny Śląsk, Польша) с бесступенчатой ​​регулировкой силы тока от 0 до 10 A и напряжения от 0 до 10 В, магнитная мешалка (IKA тип ETS 06, IKA Sp. z oo, Варшава, Мазовецкое воеводство, Польша) с бесступенчатой ​​регулировкой скорости вращения и система нагрева с контролем температуры.На мешалку помещали химический стакан объемом 1 дм 3 , содержащий электролитическую ванну и анод 50×120×5 мм. Анод для нанесения покрытия Cu-Cr был изготовлен из титана с родиевым покрытием, а для нанесения покрытия Ni-P — из катодного никеля.

Процессу осаждения предшествовала правильная подготовка поверхности подложки. На первом этапе образцы шлифовали наждачной бумагой № 150 и 280, а затем подвергали промывке в 5% растворе SurTec 131 (Surtec Poland Sp.z o.o., Яниково, Великопольша, Польша) при 40 °C в течение 5 мин. Затем образцы промывали водопроводной водой и удаляли колпачки в 5% растворе SurTec 495L (Surtec Poland Sp. z o.o., Яниково, Великопольша, Польша) при 30 °C в течение 3 мин. Перед нанесением надлежащих покрытий наносились промежуточные слои. Этому процессу предшествовала обработка низкотемпературной аргоновой плазмой в течение 30 с с целью повышения адгезии покрытий к алюминиевой подложке. В работе [31] указывалось на благоприятное влияние низкотемпературной плазменной обработки на адгезию медного покрытия к подложке из графитового композита.Предварительные исследования также показали, что низкотемпературная плазменная обработка привела к увеличению силы, необходимой для царапания покрытия Cu-Cr, нанесенного на алюминиевую подложку, более чем на 40%.

Сначала образцы были химически оцинкованы в ванне SurTec 652Q Surtec Poland Sp. z o.o., Яниково, Великопольша, Польша, при температуре от 15 до 40 °C в течение 1 мин. Далее предварительное электролитическое меднение в ванне SurTec 864 Surtec Poland Sp. z o.o., Яниково, Великопольша, Польша, с pH 9,5 проводили при 55 °C в течение 2 мин.Катодная плотность тока составляла 0,5 А/дм 2 , анод изготавливался из бескислородной меди (ББК). На подготовленные таким образом подложки наносились соответствующие покрытия, предназначенные для пайки. Для этого были разработаны две ванны:

  1. Гальваническая Cu-Cr ванна — слабокислотная ванна для нанесения медно-хромового слоя, содержащая от 0,9 до 1,2 мас. % Cr [23];

  2. Гальваническая Ni-P ванна — новая кислотная ванна для нанесения никель-фосфорного слоя, содержащая 12 мас. % P [24].

Сплав Cu-Cr можно использовать в качестве покрытия с повышенной стойкостью к истиранию. В соответствующих источниках не упоминаются гальванические ванны для нанесения покрытий из сплава Cu-Cr, но можно найти информацию о получении этих покрытий в металлургических процессах, в основном применяемых в энергетике.

Составы ванн и параметры процесса нанесения Cu-Cr покрытия следующие:

  1. 8–12 г/дм 3 хрома металлического в виде хлорида хрома III;

  2. 12–15 г/дм 3 медь металлическая в форме хлорида меди II;

  3. 80–120 г/дм 3 хлорида аммония в качестве проводящей соли;

  4. рН раствора в пределах 3.от 8 до 4,5;

  5. температура процесса от 55 до 65 °C;

  6. катодная плотность тока от 1,5 до 3,0 А/дм 2 ;

  7. время обработки от 40 до 60 мин.

Сплав Ni-P применяется, в том числе, в производстве присадочных металлов, используемых для бесфлюсовой пайки. Может применяться в гальванотехнике в качестве декоративного никелевого покрытия с повышенной коррозионной стойкостью (альтернатива хромовому покрытию).

Химически наносимые Ni-P покрытия применяются в качестве технических покрытий с высокой коррозионной стойкостью, зависящей от концентрации фосфора. Химическое покрытие никелем также применяется в производстве пластмасс.

В литературе можно найти публикации о разработанных ваннах для электрохимического осаждения Ni-P покрытия. Ванны для нанесения такого покрытия, содержащие 18 мас. % P, являющиеся альтернативой хромовому покрытию, разработаны немецкими и итальянскими фирмами [32].В эти ванны ионы фосфора доставляет натриевая соль фосфорной кислоты III, добавляемая в количестве 5–7 мас.%. Покрытия применяются в качестве декоративных покрытий при производстве арматуры и фурнитуры, деталей бытовой техники и в автомобильной промышленности.

Составы ванн и параметры процесса осаждения разработанного Ni-P покрытия следующие:

  1. 15–18 г/дм 3 никеля металлического в виде сульфата никеля II;

  2. 100–150 г/дм 3 фосфора в форме нитрилотри(метилен)фосфоновой кислоты;

  3. 100 г/дм 3 лимонной кислоты;

  4. pH раствора в пределах 1.от 5 до 2,5;

  5. температура процесса от 45 до 55 °C;

  6. катодная плотность тока от 1,0 до 2,5 А/дм 2 ;

  7. время обработки от 15 до 25 мин.

3.2. Оценка нанесенных покрытий

Электролитически нанесенные покрытия были подвергнуты предварительному анализу. Их толщину и химический состав измеряли с помощью рентгенофлуоресцентного анализатора FISCHERSCOPE X-RAY XDL-B производства Fischer GmbH (Ахерн, Бадения-Виртембергия, Германия).Концентрация Cr (вес. %) была измерена для покрытия Cu-Cr, концентрация P (вес. %) была измерена для покрытия Ni-P, а балансом были соответственно содержания Cu и Ni. Приложения для измерения покрытия Ni-P являются коммерческими продуктами, но приложение для измерения покрытия Cu-Cr было разработано компанией Helmut Fischer GmbH Achern, Бадения-Виртембергия, Германия, для нужд данного исследования.

Измерения толщины и химический состав покрытий, нанесенных на подложки 7075, показаны в .

Таблица 3

Толщина и состав наносимых покрытий.

4 CR

Покрытие
Толщина, мкм средняя толщина, мкм
CR AV CR P AV P
0 CU-CR
12.9 12.9 12.3
( σ = 0,9)
1.17 1.12
0 1.12
( σ = 0,09)
_ _
13.0 1,17
12,9 1,08
11,9 1,19
10,9 0,98
Ni-P 12,7 12,1
( σ = 0,7)
_ _ 12.2 12.2 12.2 11.6
( Σ
( σ = 0,5)
12.8 11.2
11.9 11.9
11,0 10.9
11,9 11,9

Адгезионные испытания покрытий проводили согласно EN ISO 2819:2018 [33]. Были проведены предварительные измерения методом «термического удара» и после положительного результата определялась адгезия методом царапанья с использованием Micro-Combi-Tester производства CSM Instruments (Needham Heights, MA, USA). Тестер определяет профиль поверхности как подложки, так и покрытия. Во время процесса пилинга регистрируется усилие и акустический сигнал.При этом регистрируется профилограмма поверхности, а также глубина проникновения в покрытие и в подложку.

После электролиза все образцы выдерживали в электрической печи при 200 °C в течение ок. 30 мин, а затем опускали в емкость с водой комнатной температуры. Через 1 мин визуально оценивали отслоение покрытия. Все образцы положительно прошли испытание на термический удар без видимого отслаивания.

Испытание на адгезию с помощью Micro-Combi-Tester начинали с измерения силы царапания непокрытой подложки, а затем измеряли усилие, необходимое для отделения покрытия от подложки с покрытием.Испытание проводили на расстоянии 5 мм при силе давления 29 Н. Покрытие отслаивали одновременно в двух местах и ​​регистрировали среднее значение приложенных усилий.

Испытание на адгезию проводили следующим образом. Отдирающая головка, нагруженная с указанным выше усилием, начинала отдирать покрытие, и компьютер фиксировал все события, сопровождающие процесс (например, разрыв покрытия). После проникновения в материал подложки были сделаны микроскопические фотографии во всех точках, где была нарушена непрерывность измерения, и, наконец, была сфотографирована вся царапина.После испытания получают распечатку, содержащую профилограмму поверхности, величину усилия, необходимого для отрыва покрытия, величины сил, возникающих при возмущениях, и полную фотодокументацию. Величины усилий, необходимых для царапания подложки без покрытия и подложки с электролитически нанесенным покрытием, показаны на рис. Результаты представляют собой средние значения 10 измерений.

Результаты скретч-теста.

Смачиваемость подложки 7075 и нанесенных покрытий Cu-Cr и Ni-P предварительно определяли с помощью капельного теста, как описано выше.Примерная смачиваемость поверхности 7075 и покрытий дистиллированной водой показана на рис. Видно, что смачиваемость покрытий значительно лучше, чем у основного металла.

Смачиваемость основания и покрытий дистиллированной водой.

Средние значения углов смачивания для различных эталонных жидкостей приведены в . Дополнительно представлены значения поверхностной свободной энергии, ее дисперсионной и полярной составляющих. Поверхностная энергия нанесенных покрытий выше, чем у подложки.Более высокая поверхностная энергия связана с более низким поверхностным натяжением и, следовательно, с лучшей смачиваемостью (меньшие углы смачивания с отдельными эталонными жидкостями).

Таблица 4

Свободная энергия поверхности и смачиваемость электроосажденных покрытий и подложек из алюминиевого сплава 7075.

Субстрат Бесплатные функции,
γ W [ML / M 2 ]
Дисперсионный компонент,
γ WD [MJ / M 2 ]
Полярная компонент,
γ WP 9 [MJ / M 9 ]
Контактный угол, °
дистиллированной воды DiodomeThane этиленгликоль
7075 7075 7075 7075 7075 7075 7075 7075 7075 41.7 36,8 4,9 92,1 68,2 57,9
Cu-Cr 58,8 42,5 16,3 49,4 43,8 41,2
Ni-P 3.3. Испытание на смачиваемость

Как упоминалось выше и показано в , подложка из сплава 7075 не смачивается мягкими припоями.В результате невозможно сделать паяные соединения напрямую. Пригодность нанесенных покрытий Cu-Cr и Ni-P для пайки определяли путем измерения смачиваемости их поверхностей припоем на основе олова. Образцы изготавливали способом, описанным выше. По критерию смачиваемости чем меньше угол смачиваемости и больше площадь поверхности растекающихся капель, тем лучше паяльные свойства подложки. Принято считать, что хорошая смачиваемость имеет место, когда краевой угол меньше 30° и стремится к 0° [34,35,36].

Средний размер планиметрированных поверхностей на этом 0,1 г припоя составил 74 мм 2 ( σ = 7,2 мм 2 ) для Cu-Cr покрытия и 59 мм 2 ( 0 90,189 0 90,189 0 90,189 мм 2 ) для покрытия Ni-P. Примеры областей растекания припоев и сечения капель припоя на подложках, используемых для определения углов смачиваемости, показаны на рис. Средние значения угла смачиваемости составили 28° ( σ = 7,3°) для покрытия Cu-Cr и 17° ( σ = 4.8°) для покрытия Ni-P. Согласно критериям оценки [34,35,36], такие значения угла смачиваемости свидетельствуют о хорошей смачиваемости покрытий и должны обеспечивать хорошие условия для выполнения качественных паяных соединений. В случае покрытия Cu-Cr видно изменение цвета в зоне действия флюса (в), но сплошность покрытия не нарушена.

Растекаемость и смачиваемость припоя S-Sn97Cu3 на покрытиях Ni-P ( a , b ) и Cu-Cr ( c , d ).

3.4. Металлографическая оценка паяных соединений

Как упоминалось ранее, соединения внахлестку с длиной нахлеста 10 мм и постоянной шириной паяных зазоров фиксируются дистанционными элементами диам. 0,2 мм были подготовлены для металлографических исследований и механических испытаний. Соединения выполнены пламенной пайкой с использованием пропаново-воздушной горелки. За исключением мельчайших газовых пор и остатков флюса, других дефектов пайки обнаружено не было. После пайки покрытия оставались сплошными и хорошо прилипали к подложке из сплава 7075.Соединение, выполненное с промежуточным слоем Cu-Cr толщиной 12 мкм, показано на рис. а, б показаны различные участки паяных соединений. Обе микроструктуры очень похожи, но в b видны следовые количества очень мелких газовых пор. Из равновесной системы Cu-Sn [37] и анализа методом ЭДС (энергодисперсионной спектроскопии) следует, что микроструктура слоя припоя состоит из эвтектической смеси Sn + Cu 6 Sn 5 с серыми первичными кристаллами твердого раствора Cu 6 Sn 5 .Покрытие Cu-Cr хорошо прилипает к алюминиевой подложке 7075. Видимых несовместимостей припоя, снижающих качество паяного соединения, нет, за исключением очень мелких газовых пор или остатков флюса.

Микроструктура паяного соединения, выполненного через прослойку Cu-Cr, две разные части соединения ( a , b ): 1 — подложка (алюминий 7075), 2 — прослойка Cu-Cr, 3 — припой.

Для анализируемой системы характерно линейное распределение элементов в стыке (). Покрытие (2) состоит из меди (98.99 мас. % Cu) и хрома (1,01 мас. % Cr), что соответствует спецификации гальванической ванны. Припой (3) состоит из олова (96,7 мас. % Sn) и меди (3,3 мас. % Cu). Из-за низкой температуры пайки в стыке не видны диффузионные зоны. В процессе пайки элементы покрытия не перемещаются в припой или обратно из припоя в покрытие.

BSE (Back Scattered Electrons) изображение переходной зоны ( a ) и линейный ЭДС анализ паяного соединения через прослойку Cu-Cr ( b ): 1 — подложка (алюминий 7075), 2 — прослойка Cu-Cr , 3 — припой.

В соединении, припаянном через промежуточный слой Ni-P, также не обнаружено существенных дефектов микроструктуры пайки. Покрытие хорошо прилипает к подложке 7075 по всей длине стыка (а). Покрытие Ni-P хорошо заполнило поверхностные дефекты подложки (b), создав прочные механические опорные точки. Как и ранее, микроструктура слоя припоя состоит из эвтектической смеси Sn + Cu 6 Sn 5 с серыми первичными кристаллами твердого раствора Cu 6 Sn 5 .

Микроструктура паяного соединения, выполненного через прослойку Ni-P ( a ), заполненные поверхностные дефекты подложки ( b ): 1 — подложка (алюминий 7075), 2 — прослойка Ni-P, 3 — припой.

Морфология обоих припоев в паяных соединениях, выполненных с использованием промежуточного слоя Cu-Cr () и Ni-P (), очень похожа. Форма серых первичных кристаллов твердого раствора Cu 6 Sn 5 в обоих пайках одинакова, но больше кристаллов в соединении с Ni-P.Разница, скорее всего, связана с разницей во времени пайки обоих соединений. Соединения выполнены ручной пайкой пламенем, где трудно точно контролировать время пайки.

Место, выбранное в структуре соединения для анализа EDS, показано на a. На б–е вертикальными линиями отмечены покрытие Ni-P и линейное распределение элементов в отдельных зонах стыка. В этом соединении также не обнаружено диффузионных зон и элементов, движущихся от припоя к покрытию или обратно от покрытия к припою.Покрытие Ni-P (2) состоит из никеля (87,7 мас. % Ni) и фосфора (12,3 мас. % P), что соответствует спецификации гальванической ванны. Концентрация фосфора в покрытии увеличивается по мере удаления от подложки из алюминия 7075 (е) с 11,5 до 13,2 мас.%. Это закономерность, вытекающая из курса электроэпиляции. Припой (3) состоит из олова (96,9 мас. % Sn) и меди (3,1 мас. % Cu). Механизмы диффузии не обнаружены из-за низкой температуры процесса пайки.

BSE (Back Scattered Electrons) изображение переходной зоны паяного соединения, выполненного через прослойку Ni-P ( a ) и линейное содержание элементов ( b f ): 1 – подложка (алюминий 7075), 2 — прослойка Ni-P, 3 — припой.

В отличие от покрытий, нанесенных методом холодного напыления низкого давления (LPCS), покрытия, нанесенные электролитическим способом, не являются пористыми, что благоприятно при их нанесении под пайку. Это связано с тем, что пористость покрытий, наносимых методами газотермического напыления, способствует образованию газовых пор в паяном соединении [38].

3.5. Испытания механических свойств паяных соединений

Испытания на растяжение и сдвиг соединений, выполненных с использованием прокладок Cu-Cr и Ni-P, проводили на универсальной испытательной машине Zwick/Roell Zmart-PRO (Zwick-Roell GmbH, Badenia -Виртембергия, Ульм, Германия). Паяные соединения располагались в захватах машины с использованием подходящих дистанционных вставок, а затем растягивались со скоростью 2 мм/мин. Для каждого покрытия было подготовлено пять комплектов паяных соединений. Перед испытанием на сдвиг обрывки припоя механически удаляли с обеих сторон соединения.Результаты испытаний на статическое растяжение паяных соединений показаны на рис.

Таблица 5

Прочность на сдвиг паяных соединений, выполненных с использованием промежуточных слоев Cu-Cr и Ni-P.

NAW Сдвиг Сдвиг Сдвиг

9 F T [N]

[N]
Прочность на сдвиг R T [MPA]8 Threadure Type
Средняя прочность на сдвиг R TA [MPA ]
Размеры [мм × мм] Область сустава [мм 2 ]
1 24.0 × 9,8 235 8600 36,6 35,4 ( σ = 1,2) Когезионное
2 24,0 × 10,0 240 8100 33,8
3 23,8 × 9,7 231 8500 36,3
4 23,9 × 9,7 232 8300 35,8
5 23,4 × 9,9 232 8250 34.5
Ni-P Межслойные
1 25,1 × 9,1 228 7550 33,1 33,2 ( σ = 0,8) Когезионные
2 25,1 × 8.3 208 6700 32,2
3 25,0 × 8,5 212 7300 34,4
4 25,3 × 8,8 223 8200 32.8
5 25,2 × 8,6 218 7950 33,5
90. 35 МПа. Механизм разрушения обоих соединений носил когезионный характер и происходил в слое припоя (). Что важно, покрытия Cu-Cr и Ni-P сохраняли сцепление с подложкой. Таким образом, можно предположить, что соединения могут выдерживать более высокие нагрузки, если механические свойства используемого припоя выше.Прочность соединений с электролитически нанесенными покрытиями более чем на 40 % выше прочности соединений с покрытиями, напыленными методом LPCS [38], где разрушение происходило внутри покрытий в результате их отслоения. Как сообщается в [38], причиной может быть высокая пористость напыленных покрытий LPCS.

Когезионные трещины в припое после испытания на прочность при сдвиге: соединения, спаянные промежуточным слоем Cu-Cr ( a ) и Ni-P ( b ).

Твердость по Виккерсу измерялась также в отдельных зонах паяных соединений [39].Из-за малой толщины электролитических слоев нагрузка пенетратора составила 25 Гс. Распределение твердости в стыках показано на рис. Представленные точки являются средними значениями 10 измерений.

Распределение твердости HV 0,025 в паяных соединениях, выполненных с использованием промежуточных слоев Ni-P ( a ) и Cu-Cr ( b ).

Твердость покрытия Ni-P, составляющая в среднем 471 HV 0,025 ( σ = 14,4 HV 0,025), значительно выше твердости металла подложки.Как сообщается в [40], твердость электролитически осажденных Ni-P покрытий, содержащих 16 вес. % P, составляет ок. 600 л.с. Покрытия с более высокой твердостью более 700 HV могут быть получены добавками керамических частиц SiC или B 4 C [40]. Твердость покрытия Cu-Cr почти такая же, как у металлической подложки и равна в среднем 121 HV 0,025 ( σ = 8,7 HV 0,025). В работе [41] указано, что твердость покрытия Cu, нанесенного электролитическим путем на слой Cr, ранее нанесенный на подложку из углеродистой стали, составляет от 42 до 84 HV и зависит от напряжения, используемого при электроосаждении.Наименьшую твердость в паяных соединениях имеет S-Sn97Cu3, в среднем 18,9 HV 0,025 ( σ = 3,6 HV 0,025).

Можно ли спаять медь и алюминий? — Первый законкомик

Можно ли спаять медь и алюминий?

Низкая рабочая температура сплава

Super Alloy 1 позволяет быстро и легко паять медь с алюминием. Начните с подготовки металла. Используйте абразивный материал для удаления всего окисления с алюминия и меди непосредственно перед пайкой.Отсутствие предварительной очистки может привести к неправильному склеиванию наполнительного стержня.

Прилипает ли алюминий к меди?

Все больше и больше компаний изучают возможности пайки алюминия в таких областях, как автомобилестроение, электроника, радиаторы, системы отопления, вентиляции и кондиционирования и многое другое. Алюминий легче и дешевле меди, и во многих случаях он обладает достаточной теплопроводностью, как термической, так и электрической, чтобы медь могла конкурировать за свои деньги.

Можно ли сваривать алюминий и медь вместе?

Медь имеет температуру плавления 1984°F; Алюминий имеет температуру плавления 1221°F.Хотя медь передает тепло быстрее, чем почти любой другой металл, медь не очень хорошо или очень жестко крепится к другим поверхностям. Так, медь приварена к алюминию, что позволяет использовать алюминий в качестве монтажной поверхности.

Сколько стоит медь и алюминий?

Металлолом Цена металлолома Дата обновления цены
Медь в среднем по стране $3,42/фунт Обновлено 09.08.2021
Сталь в среднем по стране 157 долларов.00/т Обновлено 09.08.2021
Алюминий В среднем по стране 0,50 $/фунт Обновлено 09.08.2021

Можно ли припаять латунь к алюминию?

К счастью, Super Alloy 1 упрощает ремонт алюминия, позволяя этому универсальному припою восстанавливать не только латунь и алюминий, но и множество других металлов — по отдельности или в любой комбинации: бронзу, сталь, медь, горшок, нержавеющая сталь, белый металл или замак в любой комбинации при температуре 350°F.

Какой тип сварочного аппарата используется для алюминия?

GTAW/TIG. Дуговая сварка вольфрамовым электродом (GTAW), также известная как сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа (TIG), является одним из наиболее популярных способов сварки алюминия.

Каковы требования технического стандарта к сварке трубопроводов?

График испытаний должен быть «4 или I» или выше для AWS A5.01 и «График 4» или выше для BS EN ISO 14344. провод не должен превышать требования NACE SP0472 (следующее):  Углерод (C) 0.10 мас.% макс.;  Марганец (Mn) не более 1,60 мас.%;  Кремний (Si) 1,00 мас.% макс.

Какие фитинги можно использовать для труб из ПВХ?

Ответ Вики. Существует два типа фитингов из ПВХ, предназначенных для перехода с металла на ПВХ. Первый представляет собой фитинг, полностью изготовленный из ПВХ, с наружной или внутренней резьбой, который будет соединяться с металлической трубой.

Можно ли приваривать шпильки к нержавеющей стали?

Термитная сварка не должна использоваться на материалах из нержавеющей стали. 5.6 Приварка шпилек допускается для крепления изоляционных крепежных элементов и теплопроводов.5.7 Другие процессы могут использоваться только с одобрения CSD.

Как медные башмаки используются при дуговой сварке?

Внутренние медные башмаки могут эффективно контролировать разбрызгивание при сварке. 5.3 Дуговая сварка под флюсом (SAW). 5.4 Дуговая сварка металлическим газом (GMAW) [включая дуговую сварку порошковой проволокой (FCAW)]. 5.4.1 Режим короткого замыкания (погружения) GMAW не должен использоваться, за исключением: a) конструктивных креплений к наружной поверхности трубы, включая сварные швы.

Как лучше сварить медную трубу?

Сварка меди более сложна по сравнению со сваркой металлов.В результате большинство людей предпочитают сваривать медную трубу методом сварки пайкой.

Какая сварка используется в трубопроводной арматуре?

Типы сварных швов, используемых при монтаже трубопроводов 1 Дуговая сварка: также называется сваркой стержнем, это самый простой тип сварки. 2 Сварка МИГ: Сварка МИГ использует инертный газ металла и является наиболее распространенным и быстрым способом сварки. 3 Сварка ВИГ: Сварка ВИГ использует вольфрамовый инертный газ и является более профессиональной формой сварки.

Каково минимальное содержание меди для сварки?

Медь и большинство медных сплавов можно соединять сваркой, пайкой и пайкой.В этом разделе мы поговорим о различных медных сплавах и дадим некоторые рекомендации о том, как соединить эти металлы без ухудшения их коррозионных или механических свойств и без появления дефектов сварки. Чистая медь: минимальное содержание меди 99,3%.

Какой медный присадочный материал лучше всего подходит для сварки?

Наиболее предпочтительными наполнителями являются ErCu и ErCuSi-A. Наполнитель ErCu содержит 0,45% Mn и Si с 0,8% олова (Sn) для облегчения текучести. ErCuSi-A является предпочтительным присадочным металлом для сварки P-окисленной меди, а также меди с вязким пеком, содержащей 1% Mn и 3% Si в качестве раскислителей.

Прилипает ли припой к алюминию? — Ответы на все

Прилипает ли припой к алюминию?

Чистый алюминий можно паять, хотя работать с ним непросто. Многие алюминиевые предметы на самом деле являются алюминиевыми сплавами. Большинство из них можно паять одним и тем же способом, но с некоторыми из них очень сложно работать, и, возможно, потребуется обратиться к профессиональному сварщику.

Что связывает алюминий с алюминием?

Алюминий можно приклеить к другому металлическому или другому материалу с помощью клея, который защитит его.Эпоксидный клей для металлов или водонепроницаемая эпоксидная смола соединяет непористые поверхности, такие как алюминий, с другими поверхностями. Эпоксидный клей содержит пары.

Какой припой используется для алюминия?

Твердые припои на основе цинка используют флюсы с более высокой температурой плавления для активации. Остатки некоторых флюсов для мягкой пайки могут оставаться активными после пайки и должны быть удалены. Припои, используемые для алюминия, обычно содержат цинк с небольшим количеством свинца, кадмия, олова, меди или алюминия.

Подойдет ли сантехнический припой для алюминия?

Чем можно склеить алюминий?

Можно ли припаять медь к алюминию?

Если его можно припаять, то это можно сделать только путем предварительного лужения поверхности алюминия.Также имейте в виду, что пайка алюминия к алюминию всегда является самой сложной задачей. Но при пайке алюминия с более удобным для пайки металлом, таким как медь, вы получаете преимущество. Думай ТЕПЛО!

Можно ли паять алюминий мягким припоем?

Какой флюс используется для алюминия?

Окаливающие флюсы способствуют отделению расплавленного алюминия, захваченного шлаком (иногда до 80%). Окаливающие флюсы помогают снизить потери алюминия, что делает их очень экономически эффективными, особенно при переплавке алюминиевого лома.

Является ли пайка алюминия такой же прочной, как сварка?

Правильно выполненное паяное соединение (например, сварное соединение) во многих случаях будет столь же прочным или прочным, как и соединяемые металлы. Эта целостность основного металла характерна для всех паяных соединений, включая как тонкие, так и толстые соединения. Кроме того, более низкий нагрев сводит к минимуму опасность деформации или коробления металла.

Вам нужен флюс для пайки алюминия?

Вы также можете использовать стержни с флюсовым покрытием, чтобы избежать этого шага. Покрытые флюсом стержни наносят флюс во время процесса пайки алюминия.Нагрейте отремонтированный участок пропановой или ацетиленовой горелкой, пока на алюминии не появится оранжевый налет. Вам также понадобится флюс.

Как прикрепить алюминий к алюминию?

Алюминий можно приклеить к другому металлическому или другому материалу с помощью клея, который защитит его. Эпоксидный клей для металлов или водонепроницаемая эпоксидная смола соединяет непористые поверхности, такие как алюминий, с другими поверхностями. Эпоксидный клей содержит пары. Используйте его на улице и носите маску и перчатки, чтобы быть особенно осторожными.

Можно ли серебряным припоем алюминий?

Тот факт, что флюс достаточно силен для пайки такого сплава, как нержавеющая сталь, не означает, что он будет работать с алюминием.Определенные комбинации присадочных сплавов, такие как олово-цинк, олово-серебро, SN100C ™ и ALUSAC-35 ™, лучше подходят для создания этой специальной связи.

Можно ли паять без флюса?

Ничего страшного, если получится, но без флюса паять очень сложно. Флюс разрушает оксидные слои на металлических поверхностях и позволяет припою «смачивать» их. Если он не смачивается, он не устанавливает связь. Обычно при пайке всегда необходимо использовать флюс.

Подходит ли JB Weld для алюминия?

J-B Weld работает на алюминии или на ЛЮБОЙ металлической поверхности, кроме свинца.JB Weld хорошо работает с алюминием. Если вы считаете, что есть вероятность того, что вы когда-нибудь захотите разделить детали, используйте механическое крепление. Мне нравится JB Weld, но теперь я использую загущенную эпоксидную смолу West’s Gflex для ремонта металла.

Какой металл нельзя паять?

Некоторые металлы легче паять, чем другие. Медь, серебро и золото легко. Железо, мягкая сталь и никель находятся на втором месте по сложности. Из-за тонкой и прочной оксидной пленки нержавеющую сталь и некоторые алюминиевые сплавы еще труднее паять.

Можно ли сваривать алюминий горелкой?

Горелка, которую я использую, имеет широкое пламя, поэтому она, вероятно, не так эффективна при нагреве определенной зоны для сварки. Фонарик с более точным наконечником подойдет лучше. В любом случае, если у вас есть пропановая горелка и прутки для пайки, вы можете сваривать алюминий. Все это можно найти в местном хозяйственном магазине.

Можно ли эпоксидировать алюминий?

При надлежащем обращении и подготовке эпоксидная смола может хорошо сцепляться с большинством алюминия и алюминиевых сплавов.Для получения дополнительной информации о совместимых металлах для эпоксидного склеивания см. Технический совет EPO-TEK 12. Алюминий представляет собой особую проблему при склеивании, поскольку он легко окисляется с образованием изолирующего/пассивирующего слоя оксида алюминия.

Можно ли паять алюминий пропановой горелкой?

Горелка, которую я использую, имеет широкое пламя, поэтому она, вероятно, не так эффективна при нагреве определенной зоны для сварки. В любом случае, если у вас есть пропановая горелка и прутки для пайки, вы можете сваривать алюминий. Все это можно найти в местном хозяйственном магазине.Удилище стоило около 3 долларов.

Можно ли припаять латунь к алюминию?

Вы можете припаять алюминий к алюминию и латунь к меди, но не алюминий. В некоторых крупных хозяйственных магазинах есть «набор для пайки алюминия» с припоем и флюсом. Вообще, если можно паять алюминий, то медь/сталь не проблема.

Если его можно припаять, то это можно сделать только путем предварительного лужения поверхности алюминия. Также имейте в виду, что пайка алюминия к алюминию всегда является самой сложной задачей.Но при пайке алюминия с более удобным для пайки металлом, таким как медь, вы получаете преимущество.

Можно ли сваривать алюминий с алюминием?

Алюминий можно сваривать с помощью газовой горелки, но этот метод сложнее, чем сварка MIG и TIG. Для сварки алюминия с горелкой требуется ловкий сварщик, который может адекватно управлять горелкой и присадочной проволокой.

Какой клей для алюминия лучше?

Однокомпонентные эпоксидные смолы идеально подходят для склеивания алюминия. Рассмотрим ES550 или ES558.Двухкомпонентные эпоксидные смолы также образуют прочную связь с алюминием. Permabond ET515 и MT382 являются популярным выбором для склеивания тонкостенных алюминиевых панелей, поскольку они сводят к минимуму или исключают сквозное считывание (просвечивание).

Как паять алюминий?

Вы можете относительно легко приварить алюминий к большинству других металлов с помощью клеевого соединения или механического крепления. Однако для сварки алюминия со сталью требуются специальные методы. Чтобы избежать этого, вы должны изолировать другой металл от расплавленного алюминия в процессе дуговой сварки.

Можно ли припаять алюминий к меди?

Паять алюминий и медь несложно. Вам понадобятся некоторые основные инструменты и материалы, доступные на любой паяльной станции в Индии, такие как обычный паяльник, хорошая смазка, кусок наждачной бумаги или жесткой щетки и оловянно-свинцовый припой.

Можно ли паять без флюса?

Имейте в виду, однако, что наиболее распространенным припоем является проволока со смоляным сердечником, внутри которой находится одна или несколько сердцевин флюса. Тот вид припоя, который используют сантехники, не имеет флюса, потому что они наносят флюс снаружи.Так что можно было паять этим припоем. При слабом нагреве припой может расплавиться недостаточно быстро, что может привести к образованию холодного паяного соединения.

Как склеить алюминий?

Цианоакрилат – также известный как моментальные клеи, суперклей, сумасшедший клей, клей ca и т. д. Все марки хорошо склеивают алюминий. Для очень высокой прочности используйте металлический связующий материал, такой как 170 или оригинальный 910®. Для приклеивания алюминия к разнородным поверхностям с разными коэффициентами теплового расширения рассмотрите закаленную марку 737.

Как паять тонкий алюминий?

Используя биметаллические переходные вставки или покрывая нержавеющую сталь алюминиевым или серебряным припоем, вы можете сваривать компоненты из алюминия и нержавеющей стали друг с другом методом TIG более эффективно, чем их механическое соединение с помощью заклепок.

Как прикрепить сталь к алюминию?

Лучше всего это сделать с помощью болтов и гаек. Используйте изолирующее покрытие или краску на алюминии и стали, чтобы изолировать их электрически. Однако все ваши усилия пройдут даром, если вы просто скрепите соединение болтами. Вы должны изолировать болт и гайку от алюминия и стали.

Китай производитель припоев для пайки, паяльная проволока, поставщик Bazing Aloy

Компания Shenzhen Jinggu New Materials Technology Co., Ltd. (упомянутая JGMT), в основном занимается исследованиями и разработками и производством новых материалов для пайки при высоких, средних и низких температурах. Сосредоточив внимание на технологии НИОКР для высокотехнологичной пайки новых материалов, команда НИОКР JGMT обладает лучшими национальными техническими преимуществами в области техники пайки нержавеющей стали, технологии соединения разнородных металлов и …

Shenzhen Jinggu New Materials Technology Co., Ltd. (далее JGMT) в основном занимается исследованиями и разработками и производством новых материалов для пайки при высоких, средних и низких температурах.Сосредоточив внимание на технологии НИОКР для высокотехнологичной пайки новых материалов, команда НИОКР JGMT обладает лучшими национальными техническими преимуществами в области технологии пайки нержавеющей стали, технологии соединения разнородных металлов и экологически чистой технологии паяльной пасты, особенно технологии пайки Al&Al, лидирующей в отрасли. путь мирской. Технология JGMT берет на себя ответственность за окружающую среду и стремится внести больший вклад в развитие общества в области технологии новых материалов в ближайшем будущем.

В настоящее время JGMT завершила сделку по приобретению Jiangsu Jing Hang Metal Materials Co., Ltd. Таким образом, JGMT и JHMT обслуживают один и тот же бренд и используют общие ресурсы.

Jiangsu Jinghang Material Technology Co., Ltd. (называемая JHMT) является высокотехнологичным предприятием, объединяющим научные исследования, производство, управление и услуги; Возник в Пекине, разработан и выращен в жемчужине желтого моря — городе Дунтай, провинция Цзянсу. Компания, основанная на исследованиях и промышленном внедрении высококачественных материалов из цветных металлов, играет ведущую международную роль в области специальной пайки металлов.

Компания имеет команду науки и техники высшего уровня, главный научный сотрудник которой является одним из основателей в области пайки цветных металлов в Китае. Команда JGMT в настоящее время проводит ключевое национальное фундаментальное исследование «973», проект «863», национальный проект «863», Национальный фонд естественных наук, Пекинский фонд естественных наук и другие проекты. Этот уникальный научно-исследовательский и опытно-конструкторский припой из алюминиевого сплава, способный к пайке окружающей средой, заполнил пробел в материалах, не предназначенных для пайки, в Китае; Новая специальная модель припоя из медно-оловянного и гафниевого сплава представляет собой обновленное поколение серебряного припоя, позволяющее снизить затраты для клиентов; Успешная разработка низкотемпературного и коррозионностойкого припоя из нержавеющей стали с передовым уровнем мирового класса делает пайку трубок из фольги из нержавеющей стали реальностью.

JGMT, с высококачественной продукцией, обслуживает аэрокосмическую промышленность, ракеты-носители, космические корабли Chang’E и т. д., а также предоставляет комплексное технологическое решение с использованием технических преимуществ.

JGMT На основе концепции управления передовых технологий для отличного качества, осуществления «искренней помощи» управленческого мышления, чтобы работать с вами и создать светлое будущее.

Материалы | Бесплатный полнотекстовый | Пайка алюминиевого сплава 7075 с использованием электроосажденных промежуточных слоев Ni-P и Cu-Cr

3.1. Электроосаждение покрытий Ni-P и Cu-Cr
Условия осаждения покрытий определяли с помощью диаграммы Пурбе [30]. Из диаграммы следует, что сплав 7075 имеет значительно ограниченную область коррозионной стойкости в диапазоне возможных гальванических ванн. Таким образом, даже если сплав 7075 можно было бы покрыть в сильнокислотных ваннах, это практически невозможно из-за положения алюминия в гальваническом ряду. Поэтому покрытие сплава осуществлялось с использованием промежуточных слоев, прочно сцепленных с подложкой.

Для нанесения гальванических покрытий была построена лабораторная станция, состоящая из источника питания (Elektro-Tech тип ETZ 10/10, Elektrotech, Крынично, Дольны-Слёнск, Польша) с бесступенчатой ​​регулировкой силы тока от 0 до 10 А и напряжения от от 0 до 10 В, магнитная мешалка (IKA тип ETS 06, IKA Sp. z oo, Варшава, Мазовецке, Польша) с бесступенчатой ​​регулировкой скорости вращения и система нагрева с контролем температуры. На мешалку помещали химический стакан объемом 1 дм 3 , содержащий электролитическую ванну и анод 50×120×5 мм.Анод для нанесения покрытия Cu-Cr был изготовлен из титана с родиевым покрытием, а для нанесения покрытия Ni-P — из катодного никеля.

Процессу осаждения предшествовала правильная подготовка поверхности подложки. На первом этапе образцы шлифовали наждачной бумагой № 150 и 280, а затем подвергали промывке в 5% растворе SurTec 131 (Surtec Poland Sp. z oo, Яниково, Великопольша, Польша) при 40 °С в течение 5 мин. . Затем образцы промывали водопроводной водой и декапировали в 5% растворе SurTec 495L (Surtec Poland Sp.z o.o., Яниково, Великопольша, Польша) при 30 °C в течение 3 мин. Перед нанесением надлежащих покрытий наносились промежуточные слои. Этому процессу предшествовала обработка низкотемпературной аргоновой плазмой в течение 30 с с целью повышения адгезии покрытий к алюминиевой подложке. В работе [31] указывалось на благоприятное влияние низкотемпературной плазменной обработки на адгезию медного покрытия к подложке из графитового композита. Предварительные исследования также показали, что низкотемпературная плазменная обработка привела к увеличению силы, необходимой для царапания покрытия Cu-Cr, нанесенного на алюминиевую подложку, более чем на 40%.

Сначала образцы были химически оцинкованы в ванне SurTec 652Q Surtec Poland Sp. z o.o., Яниково, Великопольша, Польша, при температуре от 15 до 40 °C в течение 1 мин. Далее предварительное электролитическое меднение в ванне SurTec 864 Surtec Poland Sp. z o.o., Яниково, Великопольша, Польша, с pH 9,5 проводили при 55 °C в течение 2 мин. Катодная плотность тока составляла 0,5 А/дм 2 , анод изготавливался из бескислородной меди (ББК). На подготовленные таким образом подложки наносились соответствующие покрытия, предназначенные для пайки.Для этого были разработаны две ванны:

  • Гальваническая Cu-Cr ванна — слабокислотная ванна для нанесения медно-хромового слоя, содержащая от 0,9 до 1,2 мас. % Cr [23];
  • Гальваническая Ni-P ванна — новая кислотная ванна для нанесения никель-фосфорного слоя, содержащая 12 мас. % P [24].

Сплав Cu-Cr можно использовать в качестве покрытия с повышенной стойкостью к истиранию. В соответствующих источниках не упоминаются гальванические ванны для нанесения покрытий из сплава Cu-Cr, но можно найти информацию о получении этих покрытий в металлургических процессах, в основном применяемых в энергетике.

Составы ванн и параметры процесса нанесения Cu-Cr покрытия следующие:

  • 8–12 г/дм 3 хрома металлического в виде хлорида хрома III;

  • 12–15 г/дм 3 медь металлическая в форме хлорида меди II;

  • 80–120 г/дм 3 хлорида аммония в качестве проводящей соли;

  • рН раствора от 3,8 до 4,5;

  • температура процесса от 55 до 65 °C;

  • катодная плотность тока от 1.от 5 до 3,0 А/дм 2 ;

  • время обработки от 40 до 60 мин.

Сплав Ni-P применяется, в том числе, в производстве присадочных металлов, используемых для бесфлюсовой пайки. Может применяться в гальванотехнике в качестве декоративного никелевого покрытия с повышенной коррозионной стойкостью (альтернатива хромовому покрытию).

Химически наносимые Ni-P покрытия применяются в качестве технических покрытий с высокой коррозионной стойкостью, зависящей от концентрации фосфора.Химическое покрытие никелем также применяется в производстве пластмасс.

В литературе можно найти публикации о разработанных ваннах для электрохимического осаждения Ni-P покрытия. Ванны для нанесения такого покрытия, содержащие 18 мас. % P, являющиеся альтернативой хромовому покрытию, разработаны немецкими и итальянскими фирмами [32]. В эти ванны ионы фосфора доставляет натриевая соль фосфорной кислоты III, добавляемая в количестве 5–7 мас.%. Покрытия применяются в качестве декоративных покрытий при производстве арматуры и фурнитуры, деталей бытовой техники и в автомобильной промышленности.

Состав ванны и параметры процесса нанесения разработанного Ni-P покрытия следующие:

  • 15–18 г/дм 3 никеля металлического в виде сульфата никеля II;

  • 100–150 г/дм 3 фосфора в форме нитрилотри(метилен)фосфоновой кислоты;

  • 100 г/дм 3 лимонной кислоты;

  • рН раствора от 1,5 до 2,5;

  • температура процесса от 45 до 55 °C;

  • катодная плотность тока от 1.от 0 до 2,5 А/дм 2 ;

  • время обработки от 15 до 25 мин.

3.2. Оценка нанесенных покрытий

Электролитически нанесенные покрытия были подвергнуты предварительному анализу. Их толщину и химический состав измеряли с помощью рентгенофлуоресцентного анализатора FISCHERSCOPE X-RAY XDL-B производства Fischer GmbH (Ахерн, Бадения-Виртембергия, Германия). Концентрация Cr (вес. %) была измерена для покрытия Cu-Cr, концентрация P (вес. %) была измерена для покрытия Ni-P, а балансом были соответственно содержания Cu и Ni.Приложения для измерения покрытия Ni-P являются коммерческими продуктами, но приложение для измерения покрытия Cu-Cr было разработано компанией Helmut Fischer GmbH Achern, Бадения-Виртембергия, Германия, для нужд данного исследования.

Измерения толщины и химический состав покрытий, нанесенных на подложки 7075, приведены в таблице 3. Адгезионные испытания покрытий проводились в соответствии с EN ISO 2819:2018 [33]. Были проведены предварительные измерения методом «термического удара» и после положительного результата определялась адгезия методом царапанья с использованием Micro-Combi-Tester производства CSM Instruments (Needham Heights, MA, USA).Тестер определяет профиль поверхности как подложки, так и покрытия. Во время процесса пилинга регистрируется усилие и акустический сигнал. При этом регистрируется профилограмма поверхности, а также глубина проникновения в покрытие и в подложку.

После электролиза все образцы выдерживались в электрической печи при температуре 200 °C в течение ок. 30 мин, а затем опускали в емкость с водой комнатной температуры. Через 1 мин визуально оценивали отслоение покрытия. Все образцы положительно прошли испытание на термический удар без видимого отслаивания.

Испытание на адгезию с помощью Micro-Combi-Tester начинали с измерения силы царапания непокрытой подложки, а затем измеряли усилие, необходимое для отделения покрытия от подложки с покрытием. Испытание проводили на расстоянии 5 мм при силе давления 29 Н. Покрытие отслаивали одновременно в двух местах и ​​регистрировали среднее значение приложенных усилий.

Испытание на адгезию проводили следующим образом. Отдирочная головка, нагруженная с указанной силой, начинала отдирать покрытие, и компьютер фиксировал все события, сопровождающие процесс (т.г., разрыв покрытия). После проникновения в материал подложки были сделаны микроскопические фотографии во всех точках, где была нарушена непрерывность измерения, и, наконец, была сфотографирована вся царапина. После испытания получают распечатку, содержащую профилограмму поверхности, величину усилия, необходимого для отрыва покрытия, величины сил, возникающих при возмущениях, и полную фотодокументацию. Величина усилий, необходимых для царапания подложки без покрытия и подложки с электролитически нанесенным покрытием, представлена ​​на рис. 2.Результаты представляют собой средние значения 10 измерений. Смачиваемость подложки 7075 и нанесенных покрытий Cu-Cr и Ni-P предварительно определяли с помощью капельного теста, как описано выше. Примерная смачиваемость поверхности 7075 и покрытий дистиллированной водой представлена ​​на рис. 3. Видно, что смачиваемость покрытий значительно лучше, чем у основного металла. Приведены средние значения краевых углов смачивания для различных эталонных жидкостей. в табл. 4. Дополнительно представлены значения поверхностной свободной энергии, ее дисперсионной и полярной составляющих.Поверхностная энергия нанесенных покрытий выше, чем у подложки. Более высокая поверхностная энергия связана с более низким поверхностным натяжением и, следовательно, с лучшей смачиваемостью (меньшие углы смачивания с отдельными эталонными жидкостями).
3.3. Испытание на смачиваемость
Как упоминалось выше и показано на рис. 1, подложка из сплава 7075 не смачивается мягкими припоями. В результате невозможно сделать паяные соединения напрямую. Пригодность нанесенных покрытий Cu-Cr и Ni-P для пайки определяли путем измерения смачиваемости их поверхностей припоем на основе олова.Образцы изготавливали способом, описанным выше. По критерию смачиваемости чем меньше угол смачиваемости и больше площадь поверхности растекающихся капель, тем лучше паяльные свойства подложки. Принято считать, что хорошая смачиваемость имеет место, когда угол смачивания меньше 30° и стремится к 0° [34, 35, 36]. = 7,2 мм 2 ) для покрытия Cu-Cr и 59 мм 2 (σ = 8.1 мм 2 ) для покрытия Ni-P. Примеры областей растекания припоев и поперечных сечений капель припоя на подложках, используемых для определения углов смачиваемости, показаны на рис. 4. Средние значения угла смачиваемости составили 28° (σ = 7,3°) для покрытия Cu-Cr и 17° ( σ = 4,8°) для покрытия Ni-P. Согласно критериям оценки [34,35,36], такие значения угла смачиваемости свидетельствуют о хорошей смачиваемости покрытий и должны обеспечивать хорошие условия для выполнения качественных паяных соединений.В случае покрытия Cu-Cr можно увидеть изменение цвета в зоне действия флюса (рис. 4в), но сплошность покрытия не нарушена.
3.4. Металлографическая оценка паяных соединений
Как упоминалось ранее, соединения внахлестку с нахлестами длиной 10 мм и постоянной шириной паяных зазоров фиксируются дистанционными элементами диам. 0,2 мм были подготовлены для металлографических исследований и механических испытаний. Соединения выполнены пламенной пайкой с использованием пропаново-воздушной горелки. За исключением мельчайших газовых пор и остатков флюса, других дефектов пайки обнаружено не было.После пайки покрытия оставались сплошными и хорошо прилипали к подложке из сплава 7075. Соединение, выполненное с промежуточным слоем Cu-Cr толщиной 12 мкм, показано на рис. 5. На рис. 5а, б показаны различные участки паяных соединений. Обе микроструктуры очень похожи, но на рис. 5b видны следовые количества очень мелких газовых пор. Из равновесной системы Cu-Sn [37] и анализа методом ЭДС (энергодисперсионной спектроскопии) следует, что микроструктура слоя припоя состоит из эвтектической смеси Sn + Cu 6 Sn 5 с серыми первичными кристаллами твердого раствора Cu 6 Sn 5 .Покрытие Cu-Cr хорошо прилипает к алюминиевой подложке 7075. Видимых несовместимостей припоя, снижающих качество паяного соединения, нет, за исключением очень мелких газовых пор или остатков флюса. Для анализируемой системы характерно линейное распределение элементов в соединении (рис. 6). Покрытие (2) состоит из меди (98,99 мас. % Cu) и хрома (1,01 мас. % Cr), что соответствует спецификации гальванической ванны. Припой (3) состоит из олова (96,7 мас.% Sn) и меди (3.3 мас.% Cu). Из-за низкой температуры пайки в стыке не видны диффузионные зоны. В процессе пайки элементы в покрытии не перемещаются в припой или обратно из припоя в покрытие. В соединении, спаянном через прослойку Ni-P, также не обнаружено существенных дефектов микроструктуры при пайке. Покрытие хорошо прилипает к подложке 7075 по всей длине соединения (рис. 7а). Покрытие Ni-P хорошо заполнило поверхностные дефекты подложки (рис. 7b), создавая прочные механические опорные точки.Как и прежде, микроструктура слоя припоя состоит из эвтектической смеси Sn + Cu 6 Sn 5 с серыми первичными кристаллами твердого раствора Cu 6 Sn 5 . Морфология обоих припоев в паяных соединениях, выполненных с использованием Промежуточный слой Cu-Cr (рис. 5) и Ni-P (рис. 7) очень похож. Форма серых первичных кристаллов твердого раствора Cu 6 Sn 5 в обоих пайках одинакова, но больше кристаллов в соединении с Ni-P.Разница, скорее всего, связана с разницей во времени пайки обоих соединений. Соединения выполнены ручной пайкой пламенем, где точный контроль времени пайки затруднен. Место, выбранное в структуре соединения для анализа ЭДС, показано на рис. 8а. На рис. 8б–е вертикальными линиями отмечены покрытие Ni-P и линейное распределение элементов в отдельных зонах соединения. В этом соединении также не обнаружено диффузионных зон и элементов, движущихся от припоя к покрытию или обратно от покрытия к припою.Покрытие Ni-P (2) состоит из никеля (87,7 мас. % Ni) и фосфора (12,3 мас. % P), что соответствует спецификации гальванической ванны. Концентрация фосфора в покрытии увеличивается по мере удаления от подложки из алюминия 7075 (рис. 8f) с 11,5 до 13,2 мас.%. Это закономерность, вытекающая из курса электроэпиляции. Припой (3) состоит из олова (96,9 мас. % Sn) и меди (3,1 мас. % Cu). Механизмы диффузии не обнаружены из-за низкой температуры процесса пайки.В отличие от покрытий, нанесенных методом холодного напыления низкого давления (LPCS), покрытия, нанесенные электролитическим способом, не являются пористыми, что благоприятно для их нанесения под пайку. Это связано с тем, что пористость покрытий, наносимых методами газотермического напыления, способствует образованию газовых пор в паяном соединении [38].
3.5. Испытания механических свойств паяных соединений
Испытания на растяжение и сдвиг соединений, выполненных с использованием прокладок Cu-Cr и Ni-P, проводили на универсальной испытательной машине Zwick/Roell Zmart-PRO (Zwick-Roell GmbH, Бадения- Виртембергия, Ульм, Германия).Паяные соединения располагались в захватах машины с использованием подходящих дистанционных вставок, а затем растягивались со скоростью 2 мм/мин. Для каждого покрытия было подготовлено пять комплектов паяных соединений. Перед испытанием на сдвиг обрывки припоя механически удаляли с обеих сторон соединения. Результаты испытания паяных соединений на статическое растяжение сдвига представлены в таблице 5. Прочность на сдвиг паяных соединений в обоих случаях была одинаковой и составляла ок. 35 МПа. Механизм разрушения обоих соединений носил когезионный характер и происходил в слое припоя (рис. 9).Что важно, покрытия Cu-Cr и Ni-P сохраняли сцепление с подложкой. Таким образом, можно предположить, что соединения могут выдерживать более высокие нагрузки, если механические свойства используемого припоя выше. Прочность соединений с электролитически нанесенными покрытиями более чем на 40 % выше прочности соединений с покрытиями, напыленными методом LPCS [38], где разрушение происходило внутри покрытий в результате их отслоения. Как сообщается в [38], причиной может быть высокая пористость напыленных покрытий LPCS.Твердость по Виккерсу измерялась также в отдельных зонах паяных соединений [39]. Из-за малой толщины электролитических слоев нагрузка пенетратора составила 25 Гс. Распределение твердости в стыках показано на рисунке 10. Представленные точки являются средними значениями 10 измерений. Твердость покрытия Ni-P, в среднем 471 HV 0,025 (σ = 14,4 HV 0,025), что значительно выше, чем у металла подложки. Как сообщается в [40], твердость электролитически осажденных Ni-P покрытий, содержащих 16 вес. % P, составляет ок.600 л.с. Покрытия с более высокой твердостью более 700 HV могут быть получены добавками керамических частиц SiC или B 4 C [40]. Твердость покрытия Cu-Cr почти такая же, как и у металлической подложки, и составляет в среднем 121 HV 0,025 (σ = 8,7 HV 0,025). В работе [41] указано, что твердость покрытия Cu, нанесенного электролитическим путем на слой Cr, ранее нанесенный на подложку из углеродистой стали, составляет от 42 до 84 HV и зависит от напряжения, используемого при электроосаждении.Наименьшую твердость в паяных соединениях имеет S-Sn97Cu3, в среднем 18,9 HV 0,025 (σ = 3,6 HV 0,025).

Wires, Cans, Tubes, Copper And Silver —

Пайка алюминия с использованием обычных методов может быть сложной и трудной, но она определенно может быть выполнена. Алюминий имеет низкую температуру плавления, поэтому его деталь будет меньше деформироваться при пайке по сравнению с пайкой и сваркой. Процесс пайки алюминия не требует использования флюсов, а предполагает термическое распыление, типичную протирку алюминия припоем и пайку в ультразвуковой ванне.Этот процесс должен применяться при допустимом и достаточном уровне нагрева к соединяемым материалам, а не к припою. Как упоминалось ранее, из-за высокой теплопроводности алюминия необходимо контролировать источник тепла и поддерживать его на управляемом уровне.

Существуют альтернативные процессы пайки алюминия, такие как процесс склеивания S-Bond®. Доказано, что он эффективен при пайке алюминия с медью и алюминия с алюминием. Он имеет более низкую температуру склеивания, которая колеблется от 120 до 250°C.Соединение алюминия с медью, керамикой и другими металлами возможно, если удается устранить несоответствие теплового расширения. Нет необходимости в дополнительной металлизации при подготовке алюминиевых поверхностей, что минимизирует затраты на подготовку.

Новая технология пайки под названием «Ультразвуковая паяльная машина» также доступна на рынке. Он специально разработан для трудно паянных металлов, таких как алюминий, керамика и титан.

Алюминиевый провод для пайки

Алюминиевые провода припаиваются для электронных целей и требуют использования паяльника.После очистки места пайки отмерьте и отрежьте необходимую длину. Нанесите смоляной флюс для удаления оксидов. Флюс на основе смолы идеален для электронной пайки. Разожгите горелку или паяльник до идеальной температуры не менее 400 °C, чтобы обеспечить необходимый уровень температуры для плавления алюминиевой проволоки. Обвяжите провод вокруг места пайки и осторожно проведите горелкой по проводу, касаясь также места соединения. Дайте флюсу пузыриться одновременно, убедившись, что он не горит.Осторожно удалите припой и наконечник, затем дайте соединению остыть.

Алюминиевые банки для пайки

Вопреки большинству заявлений о том, что алюминиевые банки нельзя паять или сваривать, на самом деле это можно сделать. С помощью низкотемпературных горелок можно создавать прочные и прочные сварные соединения без использования флюса. Этот процесс даже нетоксичен и безопасен для человека и окружающей среды. Сделать это на самом деле довольно легко; вам просто нужно устройство для удержания банок на начальном этапе. Нагрейте паяльник в течение примерно десяти минут или около того, прежде чем коснуться им области, где встречаются алюминиевый припой и банки.Припой плавится и крепко держится на банках. Вы можете подключить столько банок или столько, сколько требует любой проект с этим процессом.

Алюминиевая трубка для пайки

Алюминиевая трубка представляет собой гибкий трубопровод, который идеально подходит для использования в конструкциях, подверженных воздействию влаги и влаги. Обычно он легкий, но прочный и прочный. По сравнению с медью он обладает лучшей коррозионной стойкостью, что делает его более подходящим для передачи или перемещения химикатов.Алюминиевые трубки также являются хорошим проводником электричества, поскольку они быстро рассеивают тепло. Пайка алюминиевых трубок может потребовать терпения из-за окисления, которое может разрушить соединения, однако при правильной подготовке их можно паять с другими металлами с удовлетворительными результатами.

В качестве стандартной меры очистите трубы для пайки от жира и грязи. Нанесите раствор флюса, чтобы избежать окисления в процессе пайки. Установите температуру паяльника от 225 до 490 °C и поставьте нагреваться на одну-две минуты.Перед работой с паяльником наденьте защитный костюм, избегая контакта с его жалом. Затем очистите наконечник влажной губкой.

Осторожно поместите жало паяльника на конец проволоки, пока оно не расплавится, затем снимите его с проволоки. Приложите алюминиевую трубку к металлу, подлежащему пайке. Чтобы быть уверенным в хорошей работе, зажмите металлы вместе. Непосредственно соприкасайтесь с местами соединения металлической и алюминиевой трубок и дайте постоять несколько секунд. Снимите наконечник и приложите конец проволоки к нагретому соединению до образования наклона при плавлении.Уберите проволоку припоя и дайте остыть в течение полминуты. Пары припоя токсичны и вредны при вдыхании, всегда следите за своей безопасностью при работе.

В продаже имеется набор для пайки, который удобно использовать для более сложных паяльных работ, таких как пайка алюминиевой фольги.

Существуют и другие продукты, идеально подходящие для пайки алюминиевых радиаторов. Если повреждение невелико, этих наборов для пайки достаточно, чтобы починить радиатор. Это значительно снижает затраты и обеспечивает такой же эффективный результат, как если бы механик выполнял работу за вас.Но если есть какие-то неопределенности, лучше всего проконсультироваться со специалистами для обеспечения безопасности.

Сварка меди с алюминием

Сварка или пайка меди с алюминием с использованием обычного метода подачи тепловой энергии может оказаться сложной и менее надежной, чем ожидалось. Эти два непохожих металла имеют разные температуры плавления. Эффективным вариантом сварки меди с алюминием является использование ультразвуковой энергии. Эта чудо-технология соединяет металлы, не плавя их.В результате получается очень надежный сварной шов. Надежность ультразвуковой сварки меди с алюминием доказана. Вечные проблемы жестких оксидов, высокой электрической и теплопроводной способности и хрупкой смеси соединений устраняются с помощью процесса ультразвуковой сварки.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

2019 © Все права защищены.