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.
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
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.
Алюминий, пайка припои — Справочник химика 21
Полное абразивно-кавитационное облуживание образца алюминия в припое 5п—50 % 2п при 300 °С происходит за 10 с при интенсивности колебаний / = 2 Вт/см и малой глубине эрозии (0,007 мм), т. е. значение глубины эрозии того же порядка, что и при абразивном лужении. Способ успешно использован, например, при пайке многожильных проводов с медными наконечниками. Пайка алюминия. Алюминий паяют теми же способами, которые описаны в 3—6. Однако, безусловно, перед пайкой необходимо прежде всего удалить окислы (скобля ножом). При пайке следует пользоваться следующим припоем олово (30%) и цинк (70%), так как оловянно-свинцовый припой непригоден ( 2).
При пайке электрических проводов в качестве флюса необходима канифоль (гл. 3, 2). [c.185]
Существует еще и другой метод пайки алюминия, заключающийся в соскабливании, удалении окисной иленки шабером или стальной щеткой непосредственно под споем расплавленного и растекающегося но поверхности припоя. При этом пленка удаляется лишь в отдельных местах поверхности, и поэтому пайка получается лишь частичной. Качество и эффективность такой пайки зависят от количества сделанных царапин. Недостатком этого метода является его большая трудоемкость, небольшая прочность ввиду наличия в шве пор в тех точках, где припой не пристал к металлу, а также невозможность его применения для пайки проволоки, фольги и мелких деталей.
В качестве припоев нри пайке алюминия и его сплавов чаще всего используются оловянно-цинковый (90% олова и 10% цинка), или оловянно-кадмиевый припой. Оловянно-цинковый припой вызывает наименьшую электролитическую коррозию основного металла [163].
При пайке тонких алюминиевых проводов, диаметром 2-f-8 мм последние лудят и затем паяют на нагретом до 200- 300° листе алюминия. На этот. лист предварительно наносится припой, который тут же плавится. Конец стержня паяльника погружают в припой вместе с проволокой и лудят ее. Затем производят спаивание проводов. [c.217]
Припой для пайки алюминия и его сплавов [c.234]
При пайке с механическим удалением окисной пленки деталь нагревают до температуры расплавления припоя, на зону шва наносят расплавленный припой и под ним инструментом (шабером, абразивом, стальной щеткой) соскабливают окислы. По мере удаления окисной пленки припой смачивает поверхность алюминия и после охлаждения образует прочный и плотный шов. Пайку с- механическим удалением окисной пленки выполняют без флюса. Ее используют обычно для уплотнения мелких пор и заделки свищей, например в испарителях домашних холодильников.
Часто бывает удобно при соединении алюминия с нержавеющей сталью использовать медный переход для того, чтобы избежать всегда возможного окисления нержавеющей стали, очень затрудняющего пайку.
К наружной или внутренней поверхности нержавеющей трубки на серебряном припое присоединяется медный патрубок, другой конец которого лудится мягким припоем. Последующее соединение с алюминиевой трубкой производится одним из трех указанных способов. Произведенные [c.418]
Припаем для твердой пайки алюминия служит сплав алюминия с медью и кремнием, носящий название 34-Л. [c.124]
Припой 34-А имеет температуру плавления 525—530° С. Применяется для вакуумной пайки алюминия и алюминия с никелем или серебром. [c.134]
Одним из путей решения вопроса о низкотемпературной пайке алюминиевых сплавов является предварительное нанесение на детали никелевого слоя, электродный потенциал которого находится между потенциалами алюминия и основных компонентов легкоплавких припоев. Кроме того, по никелевому подслою хорошо растекается припой, [c.193]
Исключение представляет пайка алюминия, при которой расплавленный припой следует перемещать по нагретой поверхности деталей с помощью пламени горелки.
[c.223]
В качестве припоя применяют алюминий с присадкой кремния (например, 7,5% Si) для снижения температуры плавления алюминия. Припой на основной металл наносят с двух сторон плакировкой. Обычная толщина плакированного слоя — 5—10% толщины основного листа. В последнее время для повышения качества пайки в ряде случаев применяется пайка алюминиевых конструкций в соляных ваннах под флюсом. [c.94]
Большой практический интерес представляет использование определенных примесей в припоях для улучшения технологии пайки. Например, при ультразвуковом лужении алюминия легкоплавкими припоями полное смачивание достигается лишь при нагревании до достаточно высокой температуры. Введение в припой металлов, активно взаимодействующих с алюминием, позволяет значительно снизить температуру лужения [326]. [c.197]
Этот специальный припой служит для твердой пайки алюминия, которая производится с большим трудом. Трудность заключается в том, что температура плавления указанного припоя близка к температуре плавления самого алюминия и соединяемые детали легко размягчаются и деформируются.
В графитовом тигле расплавить [c.108]
Во всех известных установках для пайки алюминия с помощью ультразвука кавитация в расплавленном припое возбуждается с помощью магнитострикционных излучателей, для питания которых применяются ламповые генераторы. Схема устройства для пайки с помощью ультразвука приведена на рис. 7-29. В некоторых конструкциях паяльников нагревательная обмотка отсутствует. Нагрев места пайки и расплавление припоя в этом случае осуществляются с помощью постороннего источника тепла (электроплитки, горелки и т. п.), и функция паяльника сводится к удалению оксидной пленки. Ниже приводятся описания некоторых промышленных образцов паяльников и установок для пайки и лужения. [c.148]
Припой твердый для пайки алюминия и его сплавов [c.48]
При пайке соединений из алюминия, меди и стали, работающих при температуре 100—150 °С, Танака Уру и другие предложили припой, содержащий 2—7 % Ag, 1—2,5 % Си 1—7 % А1, 0,5— 1 % Сг, Zn — остальное.
Температура плавления такого припоя 380—415°С. При низкотемпературной пайке тонкостенных изделий небольшого размера из алюминия, стали или меди может быть [c.100]
По Дж. А. Тейлору, в цинковые припои, предназначенные для пайки оцинкованного железа и содержащие 2п—(10—50) % Сё, для упрочнения можно вводить 0,5—2 % Мп, 0,01—0,5 % Ы и 0,01 — 1 % Ыа. Эти элементы образуют с цинком тонкодисперсные интерметаллиды, входящие в эвтектику, и упрочняют припой. Припой Тп—5 % А1—4,9 % Си—0,1Ме с температурой плавления 370—454 °С может быть применен для бесфлюсовой пайки алюминия, например телескопических соединений трубчатых деталей после их предварительного лужения рекомендуемый зазор 25— 190 мкм. Есть сведения, что в припоях такого типа для дальнейшего повышения их коррозионной стойкости может быть введен хром (0,05 —0,5 %) и повышено содержание магния. Припой, содержащий 0,5—4,5 % А1, 0,4—4% Си и 0,1 % Ме, а также 0,05— [c.101]
Силумин, содержащий магний, оказался вполне пригодным для пайки стеклянных отражателей с алюминиевой подложкой в дорожных знаках и сигналах.
Для этой цели использован припой А1—(4—13 %)51— (4—6%)Mg в виде плакированного слоя (5—10 % его толщины) на алюминии (паяемом металле). Пайку выполняют после нагрева алюминиевого сплава в интервале температур 566—635 °С с укладкой на него при покачивании стеклянного отражателя (например, в виде шариков), подогретого до температуры 427—538 °С. [c.103]
При содержании в серебрянных припоях более 0,01 % А1 (алюминий может попадать в жидкий припой, в частности, из алюминиевой бронзы или сплавов А1—N1—Со при пайке их со сталью) образуются малопрочные соединения из-за повышенной хрупкости, обусловленной образованием на границе шва со сталью хрупких интерметаллидных прослоек. [c.109]
Припои № 4 и 5 предназначены для пайки изделий, работающих при повышенных температурах. Припои хорошо смачивают хромосодержащие теплостойкие сплавы на основе кобальта, обеспечивают хорошую пластичность паяных соединений и растекаются при температуре ниже 1036 °С. Примеси в таких припоях строго ограничены при содержании в припое более 0,5 % алюминия, титана или кремния резко ухудшается растекаемость припоев. Содержание в них Al + Ti + Si должно быть меньше 0,1 %, лучше 0,02 %. [c.132]
Большое разнообразие свойств палладиевых сплавов создается при сочетании его со следующими элементами серебром, медью, золотом, хромом, марганцем, никелем, бором, бериллием, кремнием (табл. 26). Хром вводится в припой главным образом для повышения жаростойкости. Хорошей смачиваемостью, жаростойкостью, малой химической эрозией и небольшой способностью к проникновению по границам зерен, а также неспособностью образовывать интерметаллиды при пайке коррозионно-стойких сталей и никелевых жаропрочных сплавов, упрочненных алюминием и титаном, обладает эвтектический припой, содержащий 60 % Рё и 40 % Он имеет минимальную температуру плавления 1237 °С в системе сплавов Рс1 —N1. Хорошая смачиваемость палладиевыми сплавами многих металлов позволяет изменять зазоры при пайке в широких пределах (0,05—0,50 мм).
[c.134]
Для активирования заполнения зазора припоем при бесфлюсовой пайке иногда используют его подвод через металлическую губку. По данным Г. А. Яковлева, низкотемпературная пайка металлов меди, никеля, молибдена, алюминия и других, а также полупроводников (кремния,германия) припоями на основе свинца и олова в водороде возможна с применением никелевой ленты (губки) толщиной 140 мкм, катаной и спеченной из карбонильных порошков с пористостью 75 % и линейным размером капилляров 3 — 10 мкм. Ленту предварительно укладывают в зазор, а на ее свободный выступ припой. Паяемые материалы обезжиривают и травят (химически) пайку проводят в пружинных кассетах, обеспечивающих прижим соединяемых деталей под давлением от 0,5 до [c.249]
С изложенной точки зрения, положительное влияние на коррозионную стойкость цинка в припоях с оловом и свинцом обусловлено повышением при этом растворимо,сти в припое алюминия и, как следствие, более активным развитием процесса диспергации оксидной пленки на поверхности алюминия при низкотемпературной пайке.
Процессу диспергации способствуют также повышение температуры и длительности выдержки при пайке, а также введение в припои других элементов, обладающих достаточно высоким химическим сродством к алюминию, в том числе образующих с ним химические соединения, особенно выше температуры пайки. К таким элементам с высоким химическим сродством к алюминию относятся серебро, сурьма, никель, а также медь, титан, магний, литий и др. [c.264]
Для пайки алюминия и его сплавов используют припои системы РЬ—2п, 2п—Сё, 5п—РЬ—2п. Припои типа 63 % РЬ—34 % 5п —3 %2п обеспечивают лишь низкую коррозионную стойкость паяных соединений припои 60 % 2п—40 %Сс1 и 70 %2п—30 % 5п — среднюю их коррозионную стойкость, а припои 2п—5 %А1 и 100 % 2п — высокую коррозионную стойкость паяных соединений. Цинковый припой 1п—5 %А1 имеет соответственно температуру плавления 381 °С и температуру пайки 421—427 °С. [c.265]
Оловянноцинковые припои. Припой ОЦ-90 (90% олова и 10% цинка) применяется для пайки бронз, лужения меди, алюминия, чугуна.
Припой ОЦ-70 (70% олова и 30% цинка) используется для спайки алюминия с гальванизированным железом, цинком, медью, латунью, бронзой или указанных металлов между собой. Припой ОЦ-60 (60% олова и 40% цинка) служит для пайки алюминия, алюминиевых сплавов и фольги. Предел прочности швов 7—8 кГ/ м . [c.89]
Среди проводников высокой проводимости практическое применение имеют чистые металлы Си, А1, Ре сплавы латунь, бронзы, алюминиевые сплавы. Сплавы меди, содержащие около 1% Сс1 (кадмиевая бронза), служат для изготовления телеграфных, телефонных, троллейбусных проводов, так как эти сплавы обладают большей прочностью и износостойкостью, чем медь. Для проводов линий электропередач используется сплав А1—Mg—31, который более прочен, чем чистый а.люминий. Алюминий покрыт оксидной пленкой, защищающей его от коррозии. Но в контакте с медью (что часто бывает при соединении проводников) во в.лажной атмосфере алюминий быстро электрохимически корродирует. Поэтому для защиты от коррозии места такого контакта покрывают лаком.
Для пайки алюминиевых проводов используют специальный припой или ультразвуковые палльники. [c.637]
Припоями называют сплавы, используемые при пайке металлов высокой проводимости. Для получения хорошего соединения припой должен иметь температуру плавления ниже, чем у металла, хорошо смачивать поверхность в расплавленном состоянии, иметь небольшое сопротивление контакта. Температурные коэффициенты линейного расширения металла и припоя должны быть близки друг к другу. Применяют припои оловянно-свинцовые (например ПОС-61, содержащий 61% олова, а остальное— свинец), оловяно-цинковые (ПОЦ-90 имеет температуру плавления 199 °С и используется для пайки алюминия и его сплавов), сплавы висмута со свинцом, оловом, кадмием (для температур нагрева меньше, чем 100 °С) и др. [c.637]
Паять алюминий много труднее, чем медь, латунь и железо. Припой сцепляется плохо как при залуживании им паяльника, так и при самой пайке. Кроме того, припой не растекается, а скорее размазывается.
Нагревать паяльник следует сильнее, чем при обычной пайке. [c.185]
Несколько необычный, но удобный способ мягкой пайки алюминия, нержавеющей стали, а также стекла и керамики основан на нанесении припоя с помощью абразивного камня (бормащиной). Вначале пропитывают абразив, прижимая камень к палочке припоя. Теплота, выделяющаяся за счет трения, плавит металл, и последний ровным слоем растекается по абразиву. Луженый камень приводят в контакт с обрабатываемыми деталями. От трения припой вновь плавится и приходит в тесный контакт с поверхностью материала (там, где внешний слой удаляется за счет шлифовки).
[c.184]
В вакууме при нагреве в интервале 500—600° С возможна пайка титана цинковыми припоями, но швы получаются весьма хрупкими. Оловяняосвинцовыми припоями можно паять титан только по покрытиям (медным, никелевым) по технологии, применяемой при пайке легкоплавкими припоями меди и Никеля. Медное покрытие может растворяться в припое и поэтому толщина его должна быть не менее 10 мк. При пайке алюминием или припоями для алюминия на титановые детали предварительно наносят покрытие путем быстрого погружения их в нагретый до 850—900° С алюминий. Покрытие и пайку титана алюминием производят с флюсами для пайки алюминия. [c.284]
Для пайки алюминия с помощью ультразвука применяются чистое олово, оловянноцинковые и оловянно-кадмиевые припои и др. Одним из лучших припоев является припой, содержащий 80 весовых частей олова и 20 весовых частей цинка. [c.185]
Пайка алюминия. Обыкновенные припои, применяемые для тяжелых металлов и катодные по отношению к алюминию, не пристают к последнему вследствие наличия на алюминии оксидной пленки.
Специальные припои применимы, но многие из них анодны по отношению к алюминию, и опыты, произведенные в 1927 г., показали, что они легко корродируют, если спай помещали в раствор соли или в кембриджскую воду . Никакого особого разрушения не наблюдается в случае обыкновенного свинцовооловянного припоя, однако количественное определение интенсивности коррозии показало, что коррозия алюминия до некоторой степени увеличивается и в этом случае, в особенности если поверхность спая велика. Во вся-КО.М случае, прихменение обыкновенного припоя для а-тюминия не практично. Небольшое количество свинца в цинковооловянном припое, повидимому, несколько увеличивает стойкость спая в атмосфере. Для спайки алюминия прн высокой температуре Силмэн рекомендует сплав — 50% цинка, 46,5% олова, 2,5% меди и 1,0% свинца. Имеется много различных припоев для алюминия, дающих удовлетворительные результаты, но плавящихся при сравнительно высоких те.ипературах (они большей частью содержат много алюминия). Широко приме- [c.
656]
Пайка алюминия. В обычных условиях алюминий с трудом поддается пайке, так как на его поверхности после очистки мгновенно снова образуется оксидная пленка. Поэтому после зачистки место будущего спая на алю минии или его сплавах немедленно заливают заранее расплавленной канифолью. Пайку ведут, мощным (не менее 100 Вт) паяльником, используя припой, состоящий из 80% олова и 20% цинка или 95% олова и 5% висмута, и флюс из парафина или стеарина. Припой набирают на паяльник и переносят на защищенную канифолью поверхность спая. Залуженный таким образом адюминий сравнительно легко поддается спаиванию к его луженой поверх- [c.217]
Высакотемпературную пайку алюминия выполняют следующим образом. Вначале соединение в месте пайки очищают металлической щеткой и промывают бензином или 10%-ным раствором едкого натра и травят раствором азотной кислоты. Затем на место спая наносят кисточкой флюс и газовоздушным пламенем нагревают соединение до температуры плавления флюса.
Подводят припой, который, расплавляясь, заполняет зазоры соединения и обеспечивает требуемые механические показатели паяного соединения. [c.93]
Несмотря на то, что поверхность паяного шва мала, его влияние на коррозию основного металла может быть в некоторых случаях существенным коррозия хромистой нержавеющей стали с 14 /о хрома может иногда увеличиваться при контакте с серебряным припоем. Когда паяное соединение не смачивается водой, полярность припоя не играет роли, однако сам припой должен быть устойчивым против атмосферной коррозии. Если необходимо производить пайку алюминия в электрических приборах, где коррозионноактивные жидкости отсутствуют, добавка цинка к оловянносвинцовому сплаву увеличивает коррозионную стойкость соединения в сухих условиях хорошие результаты дает сплав, состоящий в основном из олова и цинка [49]. [c.200]
Качество изделий из труднопаяемых металлов, изготовленных способом ультразвуковой пайки с применением припоев системы 5п—РЬ, повышается при легировании их металлами группы лан-танидов, 5Ь, А1, 81, Т1, Ве.
Такое легирование обеспечивает хорошую смачиваемость окисленной поверхности цинк улучшает прочность сцепления припоя с паяемым металлом сурьма повышает коррозионную стойкость паяных соединений в воде и атмосферных условиях алюминий предотвращает образование шлака на поверхности жидкого припоя в процессе пайки кремний, титан, бериллий предотвращают потускнение паяных швов. Легирующие элементы в припое должны иметь следующее содержание лантаниды 0,1 —15% цинк до 0,3% сурьма О—0,3% алюминий до 0,1 % кремний, титан или бериллий до 0,5 % медь ДО 3 %. [c.87]
Для пайки узлов электроприборов и аппаратуры средств связи Иванага Синьитиро предложил припой системы Ад —А1 —Ое с температурой плавления 500 °С. Припой малопластичен, трехслойная лента из этого припоя может быть получена путем прокатки наружные слои ленты состоят из серебра, а между ними находится лист из сплава алюминия с германием, в котором соотношение этих компонентов припоя составляют соответственно от 7 3 до 4 6.
В зависимости от соотношения алюминия и германия во внутреннем листе и толшины наружных листов содержание серебра в припое может изменяться от 5 до 50 %. Такой припой хорошо растекается по паяемому металлу. Коррозионная стойкость паяных соединений высокая. [c.114]
Есть данные о применении для пайки алюминиевых сплавов легкоплавкого припоя 8п— (8—15)% 2п — (2—5)% РЬ с температурой плавления 190 °С с флюсом в виде раствора борнофтористого и фтористого аммония в моноэтаноламине. Во флюсах для низкотемпературной пайки алюминия и его сплавов вместо канифоли предложено использовать пентаэритрит бензоата, который более термостоек, чем канифоль, а остатки его некорро-зионно-активны и в виде эластичной пленки предохраняют паяные швы от окисления. В качестве активатора флюса используют карбоновые кислоты. Паяные соединения (припой П250) не разрушаются в солевом растворе в течение 200 суток. Припой из проволоки (8п—РЬ—Ag) с сердцевиной из указанного флюса пригоден для пайки всех алюминиевых материалов, в которых содержится менее 3 % Mg и 3 % 81.
[c.154]
Бораты имеют хорошие раскисляющее и защитные свойства и длительно защищают паяемый металл и припой от окисления. Большинство боратов плавятся и эффективны при температурах вблизи 760 °С. Для них характерна относительно высокая вязкость в расплавленном состоянии, и поэтому их обычно смешивают с другими солями. Бораты малорастворимы в В2О3 и при избытке образуют два жидких слоя, что снижает активность таких флюсов. Борный ангидрид В2О3 — компонент флюсов для пайки при температуре от 900 °С и выше. Однако в нем мало растворимы оксиды хрома, цинка, кремния и алюминия, и поэтому он не пригоден в качестве компонента флюсов для пайки сталей и сплавов, na гто ерхности которых образуются оксиды этих металлов. [c.155]
Абразивно-кавитационная пайка. С. В. Лашко, Е. Г. Вирозу-бом и п. И. Панченко показано, что наиболее качественное лужение алюминия оловом и оловянно-цинковыми припоями с минимальной глубиной эрозии возможно в присутствии в жидком припое твердых частиц, способствующих развитию пристеночной кавитации.
В качестве абразивных частиц в олово может быть введен порошок ферротитана (1—4 %). В сплавах 5п—2п роль твердых частиц в интервале жидкотвердого состояния выполняют первичные кристаллы цинка. В припое П250А (20 % 2п, остальное олово) кавитационно-абразивное лужение происходит при интенсивности ультразвуковых колебаний 2 ВТ/см и амплитуде колебаний 2 мкм. При этом равномерность лужения в 3 раза выше, чем при абразивном лужении, а массовый коэффициент эрозии не превышает 0,03. В припое 5п—50 % 2п за 10 с при температуре 300 °С полное облуживание обеспечивается при интенсивности ультразвуковых колебании 2 Вт/см . Массовый коэффициент эрозии при этом не превышает 0,04, а глубина эрозии составляет 0,007 мм, т. е. имеет такой же порядок, что и при абразивной пайке. Рабочая частота колебаний в рассмотренных примерах 19,8 кГц. Используя энергию абразивных частиц в ультразвуковом поле, можно понизить интенсивность ультразвука и процесс лужения вести при допороговых его значениях. При этом эрозия паяемого металла снижается примерно на два порядка.
[c.177]
Применение дуговой пайки алюминия и его сплавов с изменением полярности электрического тока и подачей в зону пайки инертного газа позволяет осуществить бесфлюсовую пайку преимущественно стыкового соединения. Припой применяют в виде проволоки. Дуговая пайка в вакууме была успешно использована для пайки рабочих лопаток газотурбинных двигателей из жаропрочных сплавов. При этом нагрев осуществляется разрядом с созданием в зоне пайки почти стационарного температурного поля (на режимах разряда с величиной анодного падения потенциала, близкого к нулю). При этом при пайке деталей из сплава ВЖЛ2 был увеличен их ресурс в 2—4 раза [30]. 236 [c.236]
Припой для низкотемпературной пайки алюминия.
Повышение коррозионной паяного шва
Пайку нагревом до температуры 450°С проводят обычно оловянно-цинковыми, кадмиево-цинковыми и цинковыми припоями. Соединения из алюминия и его сплавов, паянные легкоплавкими припоями на основе олова или олова со свинцом, имеют низкую коррозионную стойкость как в условиях хранения, так и во всеклиматических условиях испытаний и в морской воде.
В 50—60-х годах было установлено, что склонность к коррозии может быть снижена при введении в легкоплавкие припои цинка. Однако существенного повышения коррозионной стойкости паяных соединений удается достичь лишь при введении в эти припои не менее 50% Zn. Вместе с тем подобное содержание цинка в оловянных и оловянно-свинцовых припоях приводит к существенному повышению температуры их полного расплавления (более 370°С). При ограничении температуры пайки 300°С содержание цинка в припоях Sn—Zn не превышает 20 %. При содержании в припоях 30 — 40 % Zn частичная замена олова кадмием или кадмием и свинцом мало влияет на их температуру начала и конца кристаллизации.
Положительное влияние цинка на коррозионную стойкость соединений из алюминия и его сплавов, паянных оловянными или оловянно-свинцовыми припоями, по мнению Дж. Д. Дауда, обусловлено улучшением соотношения потенциалов паяемого металла и шва. Однако при этом важную роль играют процессы пассивирования, т.
е. образования оксидной пленки на контактирую
щих поверхностях металлов, тормозящие развитие коррозии. При развитии пассивирования соотношение потенциалов контактирующих металлов может и не оказывать существенного влияния на развитие коррозии. Развитие процессов пассивирования тормозится в узких зазорах между контактирующими металлами из-за затрудненного доступа в эти места кислорода, в результате чего в зазорах развивается щелевая коррозия.
Щелевая коррозия
Н. Ф. Лашко и С. В. Лашко высказали предположение, что развитие щелевой коррозии в соединениях из алюминия и его сплавов, паянных легкоплавкими припоями на основе олова или олово — свинец (отслоение шва от паяемого материала без видимых следов коррозии), связано с характером физико-химического взаимодействия олова и свинца с алюминием. Из двойных диаграмм состояния Al—Sn и Аl—Рb следует, что при низкотемпературной пайке растворимость алюминия в олове и свинце весьма мала; при пайке алюминия такими припоями слабо развивается диспергация оксидной пленки от мест ее разрушения. Это особенно проявляется при бесфлюсовой пайке с применением ультразвука или абразивной пайки. В результате этого паяный материало и шов связаны по отдельным «мостикам», между которыми располагаются невидимые для невооруженного глаза щели между паяным швом и основным материалом, по которым и протекает щелевая коррозия. При погружении паяного соединения в подсоленную воду образуются продукты коррозии (гидрооксиды), которые изменяют состав электролита и снижают его рН, что способствует более интенсивному развитию коррозии.
Положительное влияние на коррозионную стойкость цинка в припоях с оловом и свинцом обусловлено повышением при этом растворимости в припое алюминия и, как следствие, более активным развитием процесса диспергации оксидной пленки на поверхности алюминия при низкотемпературной пайке. Процессу диспергации способствуют также повышение температуры и длительности выдержки при пайке, а также введение в припои других элементов, обладающих достаточно высоким химическим сродством к алюминию, в том числе образующих с ним химические соединения, особенно выше температуры пайки.
К таким элементам с высоким химическим сродством к алюминию относятся серебро, сурьма, никель, а также медь, титан, магний, литий и др.
Оценка стойкости припоев алюминия в промышленной и тропической атмосферах
Слабо взаимодействуют с алюминием не только олово и свинец, но и кадмий. Введение цинка в состав припоя для алюминия повышает коррозионную стойкость паяного соединения; припой П300А (60% Zn—40% Cd) образует с алюминиевым сплавом АМц коррозионностойкие паяные соединения, которые не снижают механических свойств после пребывания их в камере тропической атмосферы в течение четырех месяцев и в условиях полупромышленной атмосферы в течение девяти месяцев. Наиболее коррозионностойкими в этих условиях являются соединения из алюминиевого сплава АМц, паянные припоями Zn—20%Аl и Zn—15%Cu (П425А и П480А).
Исследования показали, что при ускоренных коррозионных испытаниях в растворе дистиллированной воды с 3% NaCl и 0,1 % Н2О2при 20°С время до разрушения образцов из алюминиевого сплава АМц, паянного припоями Sn— Pb, Sn—10%Zn: Sn—15%Pb —7 %Cd, измеряется десятками часов, а паянных наиболее коррозионностойким припоем Zn—5 %Al—тысячами часов.
Введение в цинково-алюминиевый припой добавок олова, кадмия, свинца ухудшает коррозионную стойкость паяных соединений из алюминия: добавки хрома, меди, никеля, сурьмы, серебра способствуют ее повышению.
Для пайки алюминия и его сплавов используют припои системы Pb—Zn, Zn—Cd, Sn—Pb—Zn. Припои типа 63 % Pb—34 % Sn —3 %Zn обеспечивают лишь низкую коррозионную стойкость паяных соединений: припои 60 % Zn—40 %Cd и 70 %Zn—30 % Sn — среднюю их коррозионную стойкость, а припои Zn—5 %Al и 100 % Zn — высокую коррозионную стойкость паяных соединений. Цинковый припой Zn—5 %Al имеет соответственно температуру плавления 381 °С и температуру пайки 421—427°С.
Наилучшими припоями, обеспечивающими наиболее высокую коррозионную стойкость и прочность, являются сплавы с 70—95%Zn с добавками серебра, меди, алюминия. К недостаткам таких припоев относится относительно высокая температура пайки (370—510 °С), при которой наклепанный или нагартованный алюминий может отжигаться.
При пайке этими припоями пригоден нагрев как газопламенный и погружением, так и в печи. Важнейшими технологическими особенностями пайки с этими припоями является необходимость кратковременного их нагрева (<1 с) и небольшого перегрева (не выше 25 °С).
Соединения из алюминия и его сплавов, паянные припоями на основе олова или олово — свинец, могут использоваться только после нанесения на них специальных лакокрасочных покрытий или в вакууме, инертных газовых средах. Соединения, паянные цинковыми припоями, изготовленными из цинка с повышенным содержанием примесей олова, свинца, сурьмы, кадмия, склонны к развитию в паяных швах межкристаллитной коррозии, и поэтому такие припои для пайки алюминиевых сплавов, особенно для пайки изделий, работающих в кипящей воде, изготовляют из цинка чистоты 99,99%.
Кроме того, цинковые припои склонны к межзеренной химической эрозии паяемых алюминиевых сплавов: введение в цинковые припои алюминия (> 4 %) снижает межзеренное проникновение припоя в паяемый материал при условии строгого соблюдения термического режима пайки.
Введение хрома способствует измельчению зерна цинковых припоев.
Повышениие смачиваемости
Для улучшения смачивающей способности и упрочнения цинковых припоев для пайки алюминиевых сплавов А. Г. Спасским и Г. К. Смирновым предложено легировать их галлием. Исследования показали, что введение в припой Sn—40 % Zn галлия в количестве 1,5 % повышает его временное сопротивление разрыву от 68,6 до 98 МПа, не влияет на его удельное электросопротивление и не снижает коррозионную стойкость паяного соединения. Однако увеличение содержания галлия в припое выше 1,5 % резко снижает прочность припоя и его коррозионные свойства. Показано, что соединения из сплавов Д16 и АМгб, паянные припоем с 1,5 % Ge, выдерживают вибрационную нагрузку при ускорении 5—10 g, частоте 2000 Гц и циклическом нагреве от —60 до 60 °С, а также вакуум-плотны при давлении до 1,33 ·10-1Па, но должны быть защищены лакокрасочными покрытиями.
В табл. приведены составы легкоплавких припоев для пайки алюминия и его сплавов, предложенные в последние годы за рубежом.
Необходимо при этом отметить, что припой Sn—(18— 20)% Cd — (0,5—1)% Ag — (0,5—1,5) % Ga образует паяные соединения из алюминиевого сплава АМц, выдерживают частоту 20—2000 Гц, перегрузки в 35 g длительностью 1 —10 мкс, а также термоциклирование от —60 до +60 °С; паяные соединения вакуум-плотны при давлении от 1,33 ·10-3 до 1,33·10-2 Па.
| Основа | Содержание легирующих элементов, % | Температура плавления,°C | Примечание |
* Температура пайки. | |||
| Sn | 0,3—3 Bi; 0,5—2 Сu; 0,5—2 Ni; 0,3—2 Mg; 37,4—63,0Zn | 160—250 | Повышенная прочность паяного соединения |
| Sn | 7—9 Zn; 6—8 Bi; 2,4—4 Sb | — | Повышенная коррозионная стойкость паяных соединений |
3—5 Zn; 2 Mg; 2 Ag; 2 Cu | — | ||
| Sn | 18—20 Cd; 0,5—1 Ag; 0,5—1 Ga | — | Повышенная коррозионная стойкость паяных соединений. |
| Sn | 1,5—2 Zn; ≤1,5 Ag; 0,1—5 Cu; 0,5—7 Mg | 350 | Повышенная коррозионная стойкость паяных соединений |
| Sn | 35—48 Zn; 0,5—1,5 Al; 0,1—0,8 Si; 0,5—1,1 Cu; 0,02—2,2 P3M | <350 | Средняя коррозионная стойкость паяных соединений. Для абразивной пайки с газопламенным нагревом |
| Pb | 1 — 10 Sn; ≤5 Ag; ≤0,1 Sb | Повышенная коррозионная стойкость паяных соединений | |
| Pb | 3—15 Sb; 0,115 Zn; 0,1—5 Ag; примеси <0,05 % | 250—360 | Для ультразвуковой, вакуумной и флюсовой пайки; нагрев — погружением или в печи |
| Pb | 5—30 Sn; 1 — 10 Bi; 0,5—5 Ag | — | Повышенная коррозионная стойкость паяных соединений |
| Sn | 20—40 Zn; 10—57 Cd | 300 | Для флюсовой пайки |
| Zn | 40—50 Cd; 1—8 Cu; 2—10 Sn; 0,5—1,5 Ga; 0,5—1 Ag; 0,5—1,5Al | 350 | Повышенная коррозионная стойкость паяных соединений. |
| Zn | 7,5—11,5 Al; 3,5—4,5 Cu; 0,005—0,2 Be; примеси <0,3 | 440 * | Высокая коррозионная стойкость паяных соединений. Соединения не корродируют в кипящей воде в течение 100 ч |
| Zn (99, 99) | 3—7 Al; 0,2—3 Cr | — | |
| Zn | 5—7 Al; 0,5—1 Cu; 0,005—0,5 Mg; 0,05—0,1 Mn; 0,1—0,4 Ni; 0,05—0,2 Cr** | 440 | Высокая коррозионная стойкость паяных соединений. Припой технологичен и не изменяет цвета |
| Zn | 7,5—11,5 Al; 3,5—4,5 Cu; 0,005—0,2 Be; примеси <0,3; 4,3 | 440 | Высокая коррозионная стойкость паяных соединений. |
| Zn | 3—6 Al; 1,5—3,5 Cd; 1—2 Mg | <450 | Высокая коррозионная стойкость в промышленной атмосфере |
| Zn | 3—7 Al; 0,5—1 Ag; 0,005—0,015 Mg; 0,005—0,1 Ni; 0,05—0,2 Сг; 0,005—0,2 Si; 0,001—0,05 Be; мишметалл*** | 440 | Высокая коррозионная стойкость паяных соединений для ультразвуковой пайки, прочны |
| Zn | 7,5—11,5 Al; 3,5—4,5 Cu; 0,005—0,2 Be; примеси <0,3 | 440 * | Соединения не корродируют в кипящей воде. Для печной пайки |
| Zn | 3—4,5 Al; 1—3 Ag; 0,1—0,8 Mg | 330—420 | Паяные швы не склонны к межкристаллитной коррозии |
| Zn | 3—7 Al; 0,3—2 Сг | — | Для флюсовой пайки. |
| Zn | 0,5—1,5 Al; 0,1—0,8 Si; 0,02—2,2 РЗМ; 0,5—1,1 Cu; 27,9—44,6 Sn | — | Для абразивной пайки с газопламенным нагревом |
| Zn | 17,2—40 Al; 4—15 Cu; 0,2—2,2Ag | <450 | |
| Zn | 34Cd | 265—305 | Для ультразвуковой пайки труб погружением |
Для паяных соединений σв = 78—98 МПа
На алюминий предварительно наносят цинк, никель, медь химическим, гальваническим или термовакуумным способами. Нагрев при пайке газо-пламенный или паяльником
Швы не корродируют в кипящей воде в течение 100 ч. Для паяного соединения σв = 171 МПа
Склонны к усадке Для цинковых припоев характерна не только интенсивная межзеренная, но и общая химическая эрозия алюминия и его сплавов.
Считают, что введение в оловянные припои меди, никеля, магния, цинка, сурьмы также повышает их прочность и легкоплавкость. Добавки магния, образующего соединение Mg2Si, упрочняют паяное соединение.
Пайка алюминия и его сплавов
Пайка алюминия и его сплавов
Категория:
Пайка
Пайка алюминия и его сплавов
Алюминий и его сплавы очень быстро окисляются в процессе нагревания, образуя весьма стойкие окислы, затрудняющие ведение пайки. Поэтому процесс пайки алюминия и его сплавов во многом отличается от процессов пайки других металлов. Здесь применимы лишь те методы, при которых пленка окислов, покрывающая поверхность спаиваемых частей, разрушается непосредственно в момент пайки.
Известны три метода пайки алюминия и алюминиевых сплавов:
1) пайка с механическим разрушением окисной пленки;
2) пайка с разрушением пленки окислов при помощи ультразвуковых колебаний;
3) пайка с химическим разрушением окисной пленки.
Для получения доброкачественного соединения паяемых частей необходимо прежде всего произвести подготовку поверхности: очистку от грязи, обезжиривание и травление.
Метод пайки алюминия с механическим разрушением окисной пленки. Этот метод нельзя считать прогрессивным, тем не менее он все же часто встречается в практике работы слесаря.
Подготовленные для пайки поверхности нагревают до температуры плавления припоя, затем в зоне шва наносят слой расплавленного припоя и под ним шабером^ паяльником или стальной щеткой удаляют поверхностную пленку (производят облуживание).
По мере удаления окисной пленки припой смачивает алюминий и после охлаждения дает прочную связь.
В ряде случаев окисную пленку соскабливают непосредственно палочкой припоя, в которую иногда вводят абразив. Такой способ паяния часто называют шабер-ным, или абразивным.
Метод пайки с механическим удалением окисной пленки наиболее удобен для запайки поверхностных дефектов в алюминиевых изделиях. В качестве припоя для этой цели применяют цинк, олово и их сплавы.
Для ускорения процесса пайки по этому методу используют электрический паяльник, при помощи которого окисная пленка удаляется -механически — вибрирующей металлической щеткой.
Метод пайки алюминия с применением ультразвуковых паяльников. Окисную пленку с поверхности алюминия можно успешно удалять с помощью ультразвука. Вызываемые тем или иным способом в расплавленном припое колебания ультразвуковой частоты приводят к нарушению сплошности в слое припоя и периодическому возникновению и исчезновению огромного количества мелких пузырьков.
В тот момент, когда пузырек, возникающий непосредственно на поверхности алюминия, исчезнет, расплавленный припой с силой ударяется об эту поверхность и разрушает окисную пленку; освободившаяся от окислов “поверхность алюминия немедленно смачивается расплавленным припоем, что и обеспечивает доброкачественную пайку. При этом способе пайки не обязательно применять флюсы. При использовании ультразвуковых паяльников (см. рис. 180, а) отпадает необходимость в предварительной зачистке поверхности алюминия перед пайкой. Обезжиривать поверхности необходимо.
При пайке алюминия с применением ультразвука обычно используют л«гкоплавкие припои на цинковой или оловянной основе с цинком, кадмием и алюминием. В процессе пайки необходимо держать конец рабочего стержня паяльника как можно ближе к поверхности алюминия, но по возможности не касаться ее. При залу-живании поверхности алюминия на поверхности припоя скапливаются мелкораздробленные частицы разрушенной окисной пленки. Для получения в этом случае доброкачественного паяного соединения желательно зашлакованный слой припоя удалить с поверхности чистой тканью, а затем произвести пайку свежим припоем.
Применение ультразвуковых колебаний при пайке алюминия особенно целесообразно в электро- и радиотехнической промышленности, где нежелательно пользоваться коррозийноактивными флюсами.
Метод пайки алюминия с химическим разрушением окисной пленки. Этот метод пайки осуществляется при нагреве с помощью горелок, в печах и другими способами. При пайке изделий из алюминия припоями на алюминиевой основе вначале горелкой подогревают место спая и пруток припоя до температуры 300—400 °С. Затем конец прутка припоя окунают в сухой порошкообразный флюс типа 34А, а место спая дополнительно подогревают так, чтобы температура его была примерно на 50° выше температуры плавления припоя. Быстро и с нажимом проводят припоем по непрерывно подогреваемому месту спая. При этом имеющийся на прутке припоя флюс растекается по поверхности алюминия и растворяет окисную пленку, а припой, расплавляясь при соприкосновении с изделием, заполняет очищенный флюсом паяемый шов. После пайки изделие должно быть тщательно промыто для удаления остатка флюса, чтобы предохранить спаянную поверхность от коррозии.
—-
Пайка алюминия и его сплавов представляет большие затруднения вследствие легкой окисляемости алюминия с образованием прочной окисной пленки, а также вследствие часто наблюдающейся слабой сопротивляемости коррозии мест пайки.
Самый простой способ пайки алюминия — пайка трением. Металл подогревают до температуры плавления припоя; на поверхность металла наносят припой, который растирают проволочной щеткой или шабером. При натирании соскабливается пленка окисла и припой прочно соединяется с зачищенной поверхностью металла. Слой припоя предохраняет зачищенную поверхность от соприкосновения с воздухом. Облуженные поверхности сжимают и паяют при нагревании. Разновидностями пайки натиранием являются абразивная и ультразвуковая пайка. Абразивную пайку производят стержнем из измельченного асбеста с порошком припоя. При натирании нагретого металла асбест зачищает поверхность металла, а припой облуживает ее. Паяльный абразивный стержень закреплен в специальном паяльнике с электрическим нагревом.
Ультразвуковую пайку осуществляют ультразвуковым паяльником, в котором встроен магнитострикционный вибратор, сообщающий ультразвуковые колебания рабочей части паяльника. Паяльник наносит припой на поверхность металла, разрушает колебаниями слой окисла, и припой облуживает металл. Паяльник питается током от высокочастотного лампового генератора. Припоями для пайки трением служат технически чистый цинк или сплавы цинка, например 15—20% Sn, остальное цинк. Иногда при пайке трением применяют покровные флюсы из органических веществ — канифоль, стеарин и т. п. Пайка трением может дать удовлетворительную прочность, около 9 кГ/мм2, но соединение подвержено коррозии и под влиянием атмосферы, особенно влажной, быстро разрушается. Это объясняется большой разницей электрохимических потенциалов алюминия и цинка. Получить действительно прочные соединения можно лишь пользуясь припоями на основе алюминия; некоторые составы их приведены в табл. 19.
Лучшим из этих припоев считают 34А, представляющий собой сплав алюминия с медью и кремнием.
Пайку ведут с нагревом газовой горелкой или в соляных ванных. Для пайки этими припоями нужны специальные флюсы (табл. 20).
Для пайки алюминия лучшим считается флюс 34А, применяемый совместно с припоем 34А. Флюс наносят на металл вместе с припоем, он быстро очищает металл, растворяя окислы, и припой легко растекается по очищенной поверхности, образуя прочное соединение с пределом прочности 15—18 кГ/мм2, стойкое против коррозии.
Реклама:
Читать далее:
Контроль качества паяных соединений
Статьи по теме:
Флюс для пайки алюминия и нержавейки: своими руками
Флюс – вещество, необходимое для аккуратного удаления окисей металлов, образующихся при пайке.
Кроме того, нанесение флюса позволяет защитить обрабатываемый металл от окисления и обеспечить оптимальное растекание припоя.
Какой же использовать флюс для пайки алюминия, нержавеющей стали, серебра, микросхем BGA, а также других материалов, и как сделать его своими руками?
Выбор флюса зависит от особенностей соединяемых поверхностей, а также используемых материалов, ведь при пайке оловом и твердыми припоями применяются разные составы.
Разновидности, типы флюса
Важно учитывать, что температура плавления припоя обязательно должна быть выше, чем плавления флюса. При этом важно учитывать, что только флюсы для реактивно-флюсовой пайки могут взаимодействовать с припоем – для других материалов это недопустимо.
Вещество может поставляться в различных формах:
- Жидкость.
- Паста (часто применяется для микросхем BGA).
- Порошок.
Наиболее распространенные средства, используемые для спайки деталей – ортофосфорная кислота, канифоль, нашатырь, бура. Выбор зависит от используемого материала – для латуни и нержавейки актуальны разные составы.
На какие параметры ориентироваться в выборе?
Существует классификация флюсов, что позволяет определить подходящий вариант, подобрав состав для BGA микросхем, латуни, нержавейки и других материалов.
Вещества различаются в зависимости от:
- Температурного интервала (низко и высокотемпературные).
- Используемого растворителя (водные и неводные).
- Механизма действия (защитные, реактивные, химические).
- Состоянию (жидкие, твердые, пастообразные).
Важно учитывать, что работа с каждым типом припоя (свинцом или оловом) обладает определенными особенностями, а потому приступая к соединению материалов, необходимо в точности следовать установленной технологии, используемой для нержавейки или же латуни.
Жидкие флюсы
Ассортимент подобной продукции достаточно широк и разнообразен – можно подобрать оптимальный вариант для латуни, микросхем BGA или нержавеющей стали.
Выбирая жидкий флюс для пайки меди, стоит учитывать, что в этом случае лучше пользоваться не феном, а паяльником.
Удобнее всего купить уже готовые варианты, которые можно использовать сразу после открытия – это значительно экономит время.
Для удобства использования жидкого средства, стоит воспользоваться шприцом, что позволяет выверить требующееся количество вещества.
Как правило, подобные товары поставляются в различной расфасовке, а потому не составит подобрать подходящий объем для пайки латуни или нержавейки.
Если оценивать с финансовой точки зрения, то жидкие флюсы более выгодны. Такое средство позволяет обеспечить отличное качество пайки, и является оптимальным решением для хрупких BGA микросхем.
Вот только стоит учитывать, что работать с таким материалом не всегда удобно, так как он очень быстро растекается по плате – чтобы освоить эту науку потребуется практика. Кроме того, приступая к процессу, стоит надеть старую одежду – брызги моментально испортят вещь.
Для пайки алюминия
Существует распространенное заблуждение о том, что сделать в домашних условиях качественную пайку алюминия практически невозможно.
На самом деле этот металл действительно плохо поддается подобной обработке, в отличие от нержавейки и латуни, но правильно выбрав флюс и мягкий припой на основе олова, удастся достичь желаемой цели. Одним из самых распространенных вариантов — Ф-64, а также ФТБф.
При желании, средство для работы с алюминием можно сделать и самостоятельно, воспользовавшись уже имеющимися веществами, а также используя припой на основе олова. Но важно учитывать, что это несколько осложнит процесс и сделает выполнение поставленной задачи более трудоемким.
Экономить на материалах не следует, ведь качество пайки непосредственно зависит от используемого вещества.
Работать лучше феном, что значительно ускорит процесс.
Для пайки алюминия применяются следующие рецепты:
- Хлористый натрий+Криолит+Хлористый Калий+Сернокислый натрий+Хлористый литий.
- Олеиновая Кислота+Йодистый литий.
- Натрий Фтористый+Хлористый цинк, калий и литий.
Как показывает практика, чем больше компонентов, тем выше качество пайки алюминия. Также для этого металла очень часто применяются вещества, созданные на основе ортофосфорной кислоты (как и для нержавейки).
Для пайки нержавеющей стали
Работа с нержавейкой не представляет особых сложностей – важно лишь соблюдать технику безопасности. С учетом того, что этот материал обладает низкой теплопроводностью, не требуется использование оборудования повышенной мощности – процедура пайки легко выполняется даже без интенсивного нагрева.
Для нержавейки чаще всего используются следующие вещества:
- Хлорид Цинка.
- Ортофосфорная кислота.
Нужно нанести флюс на поверхность, после чего сразу приступить к работе. В противном случае всего за несколько секунд образуется плотная пленка, что значительно осложнит процесс соединения деталей. Работая с пищевым оборудованием, изготовленным из нержавеющей стали, ни в коем случае нельзя использовать свинцовый припой.
Также для обработки нержавейки не используется канифоль – необходимо подобрать активный флюс.
При отсутствии подходящего средства можно использовать и буру – паста или порошок аккуратно наносятся на место будущего шва. Пайка нержавейки без флюса довольно сложна, очень часто в процессе обработки деталей и вовсе потребуется повторное нанесение защитного вещества.
В противном случае распределение припоя по поверхности значительно осложнит образование оксидной пленки.
Использование твердых припоев
Если необходимо аккуратно соединить проблемные места, подвергающиеся воздействию негативных внешний факторов, то в данном случае будет актуально использование твердых припоев.
Это составы, которые используются при температуре выше 450 градусов.
Среди них:
- Чистая медь.
- Медь+цинк.
- Медь+фосфор.
Для пайки серебром используется специальное безотмывочное вещество. Важно учитывать, что твердые припои в зависимости от используемого температурного режима: тугоплавкие и легкоплавкие. Что немаловажно, в качестве альтернативы дорогостоящим серебряным флюсам, применяется сочетание меди и фосфора. Это лучший вариант для латуни или же бронзы.
А вот для железа, низкоуглеродистых сталей и черных металлов подобный вариант неактуален – готовый шов будет недолговечным. Безусловно, самый удобный в работе вариант – серебряные припои, которые представляют собой сочетание меди, цинка и серебра. Но они не получили широкое распространение из-за высокой цены – чаще всего подобный вариант используется для спайки проводов или плат, содержащих серебряные компоненты.
Работа с латунью и медными трубами
Если говорить о пайке латуни, то чаще всего речь идет о работе с оловом, а также оловянно- свинцовыми припоями. В данном случае удобно работать не феном, а паяльником. Кроме того, использовать стандартную канифольно-спиртовую смесь недопустимо – важно правильно подобрать подходящий для латуни состав, который позволит качественно удалить оксидную пленку.
Оптимальный вариант – сочетания на основе хлористого цинка. Можно и вовсе приготовить смесь своими руками, используя для этой цели буру.
Это позволит сделать вещество, которое способствует лучшему растеканию связывающего компонента.
Важно также учитывать, что необходимо не только правильно подобрать флюс для пайки медных труб, но и определиться с выбором подходящего припоя. Для этой цели прекрасно подходят компоненты из серебра, а также соединения меди и фосфора.
Если же предстоит работать с материалом, содержание меди в котором невелико, стоит использовать в качестве припоя латунь. Для радиаторов и других элементов отопительной системы используют твердые припои, чтобы обеспечить максимально возможную прочность соединения.
Как самостоятельно приготовить флюс?
Существует целый ряд требований, предъявляемых к используемым флюсам. Знание этой информации поможет подобрать подходящее вещество для серебра, нержавеющей стали или любых других материалов.
При желании подходящий флюс можно создать и своими руками, тем более что в домашних условиях наверняка найдутся подходящие компоненты.
Один из самых простых рецептов представляет собой соединение следующих веществ:
- Медицинский спирт.
- Размельченная канифоль.
Засыпать канифоль в небольшую емкость, залить спиртом и плотно закрыть – настаивать несколько дней, после чего можно приступать к работе.
Правильный выбор флюса и припоя для микросхем BGA или других материалов позволяет обеспечить высокое качество пайки и сделать процесс менее трудоемким. При желании нужный состав можно и вовсе приготовить в домашних условиях.
Методы пайки алюминия — Сварка, пайка, металлообработка
Как паять алюминий в домашний условиях: припой для пайки, способы, особенности — ООО ДелоПро
Процедура пайки алюминиевых элементов в домашних условиях является весьма проблематичным процессом, который облегчается использованием специальных материалов.
Работа осложняется моментальным появлением на месте зачистки тонкой оксидной пленки, мешающей спайке. Дополнительную трудность создает сам материал, имеющий низкий температурный порог плавления (+660 °С). Применяя припой для пайки алюминия, особые сильнодействующие флюсы и соблюдая технологию, можно самостоятельно паять практически любые предметы из алюминия.
Особенности и принципы пайки
Низкая температурная величина плавки металла затрудняет технологический процесс спаивания, а также ремонта изделий своими руками. Детали очень быстро теряют при нагреве прочность, а конструкции снижают устойчивость при достижении температурой 300 градусов. Легкоплавкие припои, состоящие из висмута, кадмия, индия, олова тяжело вступают в контакт с алюминием и не обеспечивают достаточную прочность. Отличная растворимость наблюдается у металла в сочетании с цинком, что придает спаянным местам высокую надежность.
Перед началом спаивания элементы из алюминия хорошо зачищаются от окислов, грязи.
Для этого можно применять механическое воздействие при помощи щеток или же использовать специальные флюсы из сильнодействующего состава. Перед самой процедурой следует обязательно залудить обрабатываемые участки.
Оловянное покрытие защитит деталь от возникновения окислов. Чтобы надежно припаять алюминиевые изделия необходимо правильно подобрать нагревательный инструмент, учитывая объем обрабатываемого металла.
Помимо этого, надежность соединения зависит от того, какой выбран сплав, а также флюс для пайки алюминия.
Методы пайки
Спаивание алюминиевых изделий производится паяльником электрического типа, паяльной лампой или же газовой горелкой. Существую три способа спаивания разнообразных предметов из алюминия:
- с канифолью,
- с применением припоев,
- электрохимический метод.
С канифолью
Этот вариант пайки алюминиевых предметов, проводов, кабелей применяется для деталей небольшого размера. Для этого зачищенный участок электропровода покрывается канифолью и помещается на кусочек шлифовальной шкурки, имеющей среднюю зернистость.
Сверху провод прижимается залуженным жалом нагретого паяльника. Это действие проводится несколько раз, после чего выполняется сама процедура спаивания электропроводов. Можно применять канифольный раствор в диэтиловом эфире.
В таком случае конец паяльника не отнимается от залуживаемого конца, а сверху добавляется канифоль. Для соединения скруткой тонких алюминиевых проводов подойдет электропаяльник с мощностью порядка 50 Вт. При толщине алюминия около 1 мм необходим паяльник 100 Вт, а детали более 2 мм требуют предварительного прогрева места соединения.
С применением припоев
Данный метод наиболее распространен и применяется в электротехнике, при ремонте автомобильных деталей, а также прочих изделий. Перед тем как паять алюминий, проводится предварительное покрытие запаиваемого места сплавом и последующее соединение облуженных элементов. Детали, предварительно залуженные, соединяются между собой, а также с прочими сплавами и металлами.
Паяние элементов можно проводить с помощью легкосплавных припоев, имеющих в составе олово, цинк, а также кадмий.
Помимо этого, активно используются тугоплавкие материалы на основе алюминия.
Почему применяются легкосплавные составы? Потому что они позволяют спаять алюминиевое изделие при температуре до 400 градусов. Это не производит качественных изменений свойств металла и сохраняет его прочность.
Составы с кадмием и оловом не создают достаточную надежность контакта, подвержены коррозионным воздействиям. Этих недостатков лишены тугоплавкие материалы с цинком, медью, а также кремнием на основе алюминия.
Электрохимический метод
Эта процедура требует наличия установки для выполнения гальванического покрытия. С ее помощью проводится омеднение поверхности изделия или провода. При ее отсутствии используется самостоятельная обработка детали. Для этого, на зачищенное шлифовальной шкуркой место, наносится несколько капель насыщенного раствора медного купороса. После этого к обрабатываемому изделию подключается отрицательный полюс независимого источника электропитания.
Им может послужить батарейка, аккумулятор или же любой электрический выпрямитель. К положительному выводу подсоединяется очищенный медный провод диаметром порядка 1 мм, расположенный в изолированной подставке. В процессе электролиза на деталь будет постепенно оседать медь, после чего проводится лужение участка, сушка при помощи электропаяльника. После этого можно легко запаять залуженное место.
Припои, материалы, флюсы
Пайка алюминия оловом выполняется при условии применения высокоактивных флюсов, а также хорошей зачистки участков деталей. Такие оловянные соединения требуют дополнительного покрытия специальными составами, так как имеют невысокую прочность и слабую защиту от коррозионных процессов.
Чем паять алюминиевые элементы? Качественные паяные соединения получаются при использовании припоев с кремнием, алюминием, цинком, а также медью.
Эти материалы выпускаются как отечественными, так и многими зарубежными фирмами-производителями.
Отечественные марки прутков представлены наиболее использующимися припоями ЦОП40, которые по гост имеют в составе 60 % олова и 40 % цинка, а также 34А (алюминий – 66 %, кремний – 6 %, медь – 28 %). Используемый цинк придает высокую прочность месту контакта и обеспечивает хорошую коррозионную устойчивость.
К импортным низкотемпературным сплавам с отличными характеристиками относится HTS-2000, который обеспечивает максимальное удобство в применении.
Эти сплавы применяются для работы с крупногабаритными деталями (радиаторы, трубы) с высоким теплоотводом при помощи грелки или же предметов из алюминиевых сплавов, имеющих довольно высокотемпературное плавление. Начинающие ремонтники могут ознакомиться с процессом спаивания, просмотрев обучающее видео. Это поможет избежать многих неприятных нюансов в процессе работы.
Помимо припоев, алюминиевая пайка требует применения специальных флюсов, имеющих в составе фторборат аммония, цинка, а также триэтаноламин и прочие элементы.
К наиболее популярным относится отечественный Ф64, имеющий повышенную химическую активность. Его можно применять даже без предварительной зачистки изделий от оксидной пленки. Кроме него, используется 34А, содержащий хлориды лития, калия и цинка, а также фторид натрия.
Подготовка изделий
Надежность, а также отменное качество соединений обеспечивается не только использованием правильной технологии, но и от подготовительных работ. К ним относится обработка запаиваемых поверхностей. Она необходима для удаления загрязнений и тонкой оксидной пленки.
Механическую обработку выполняют с помощью шлифовальной шкурки, металлической щетки, проволочной нержавеющей сетки или шлифовальной машинки. Помимо этого, используются для очистки разнообразные кислотные растворы.
Обезжиривание поверхности выполняется с использованием растворителей, а также бензина или же ацетона. На зачищенном алюминиевом участке оксидная пленка появляется практически сразу, однако ее толщина значительно ниже первоначальной, что облегчает паяльный процесс.
Нагревательные инструменты
Чем паять алюминий в домашних условиях? Для припаивания алюминиевых изделий небольшого размера дома применяются электропаяльники. Они являются универсальным инструментом, вполне удобным для припаивания проводов, ремонта маленьких трубок и прочих элементов.
Для них требуется минимум рабочего пространства, а также наличие электросети. Ремонт крупногабаритных изделий и сварка выполняется газовой горелкой, которая использует аргон, бутан, пропан.
Для пайки алюминиевых предметов в домашних условиях можно применять стандартную паяльную лампу.
При использовании газовых горелок необходимо постоянно следить за их пламенем, которое характеризует сбалансированную подачу кислорода и газов. При правильной газовой смеси огненный язычок имеет ярко-синий цвет. Неяркий оттенок, а также небольшое пламя свидетельствуют о переизбытке кислорода.
Технологический процесс
Технология пайки алюминиевых предметов похожа на процесс соединения деталей их прочих металлических материалов.
Первым делом проводится зачистка и обезжиривание мест будущей спайки. Затем соединяемые элементы устанавливаются в рабочее положение для удобства обработки.
На подготовленный участок наносится флюс, и, изначально холодное, изделие начинает нагреваться при помощи электропаяльника или же горелки. При повышении температуры начинает плавиться пруток припоя, которым требуется постоянно касаться поверхности элементов, контролируя нагревательный процесс.
Пайка алюминиевых элементов в домашних условиях электрическим паяльником выполняется в комнате с хорошим проветриванием, так как при работе выделяются опасные соединения.
Использование безфлюсового припоя требует соблюдения некоторых нюансов. Чтобы оксидная пленка не мешала попаданию сплава на детали, концом прутка выполняются царапающие движения по участку спаивания элементов.
Этим нарушается оксидная целостность и припой входит в контакт с обрабатываемым металлом.~
Разрушение оксидного слоя при пайке можно выполнять и другим методом. Для этого обрабатываемый участок процарапывается металлической щеткой или же прутком из стали нержавеющего типа.
Для обеспечения максимальной прочности алюминиевых деталей в спаиваемом месте, обрабатываемые участки подвергаются предварительному лужению. Соблюдение технологии пайки элементов из алюминия гарантирует отличное качество соединения, а также его защиту от коррозии.
Источник: http://shop.deloproltd.ru/kak-payat-alyuminij-v-domashnij-usloviyah-pripoj-dlya-pajki-sposoby-osobennosti/
Как паять алюминий паяльником
Существует распространенное убеждение, согласно которому невозможно паять или лудить алюминий (а также сплавы на его основе) не имея для этого спецоборудования.
В качестве аргумента приводится два фактора:
- при контакте с воздухом на поверхности алюминиевой детали образуется химически стойкая и тугоплавкая оксидная пленка (AL2O3), в результате чего создается препятствие для процесса лужения;
- процесс пайки существенно осложняется тем, что алюминий расплавляется при температуре 660°С (для сплавов это диапазон в пределах от 500 до 640°С).
Помимо этого металл теряет прочность, когда в процессе нагрева его температура поднимается до 300°С (у сплавов до 250°С), что может вызвать нарушение устойчивости алюминиевых конструкций.
Учитывая приведенные выше факторы, осуществить пайку алюминия обычными средствами действительно невозможно. Решить проблему поможет применение сильнодействующих флюсов, в сочетании с использованием специальных припоев. Рассмотрим подробно эти материалы.
Припой
Обычно в качестве основы легкоплавкого припоя используются: олово (Sn), свинец (Pb), кадмий (Cd), висмут (Bi) и цинк (Zn). Проблема в том, что алюминий в этих металлах практически не растворяется (за исключением цинка), что делает соединение ненадежным.
Применив флюс с высокой активностью и проведя должным образом обработку мест соединения, можно использовать припой на оловянно-свинцовой основе, но лучше отказаться о такого решения. Тем более, что паянное соединение на основе системы Sn-Pb обладает низкой устойчивостью к коррозии.
Нанесение лакокрасочного покрытия на место пайки позволяет избавится от этого недостатка.
Для пайки алюминиевых деталей желательно использовать припой на основе кремния, меди, алюминия, серебра или цинка. Например 34A, который состоит из алюминия (66%), меди (28%) и кремния (6%), или более распространенный ЦОП-40 (Sn – 60%, Zn – 40%).
Припой отечественного производства – ЦОП-40
Заметим, что чем больше процентное содержание цинка в составе припоя, тем прочнее будет соединение и выше его устойчивость к коррозии.
Высокотемпературным считается припой, состоящий из таких металлов, как медь, кремний и алюминий. Например, как упомянутый выше отечественный припой 34A, или его зарубежный аналог «Aluminium-13» , в котором содержится 87% алюминия и 13% кремния, что позволяет осуществлять пайку при температуре от 590 до 600°С.«Aluminium-13» производства компании Chemet
Флюс
При выборе флюса необходимо учитывать, что не каждый из них может быть активным к алюминию.
Мы можем порекомендовать использовать в таких целях продукцию отечественного производителя – Ф-59А, Ф-61А, Ф-64, они состоят из фторборатов аммония с добавлением триэтаноламина. Как правило, на пузырьке есть пометка – «для алюминия» или «для пайки алюминия».
Флюс отечественного производства
Для высокотемпературной пайки следует приобрести флюс, выпускаемы под маркой 34А. Он состоит из хлористого калия (50%), хлорида лития (32%), фторида натрия (10%) и хлористого цинка (8%). Такой состав наиболее оптимален, если производится высокотемпературная пайка.
Рекомендуемый флюс для паки при высокой температуре
Подготовка поверхности
Прежде чем начинать лужение, необходимо выполнить следующие действия:
- обезжирить поверхность при помощи ацетона, бензина или любого другого растворителя;
- удалить оксидную пленку с места, где будет производится пайка. Для зачистки используется наждачная бумага, абразивный круг или щетка с щетиной из стальной проволоки.
В качестве альтернативы можно применить травление, но эта процедура не так сильно распространена в силу своей специфичности.
Следует учитывать, что полностью оксидную пленку удалить не получится, поскольку на очищенном месте моментально появляется новое образование. Поэтому зачистка производится не с целью полного удаления пленки, а для уменьшения ее толщины, чтобы упростить флюсу задачу.
Нагрев места пайки
Для пайки небольших деталей можно воспользоваться паяльником мощностью не менее 100Вт. Массивные предметы потребуют более мощного нагревательного инструмента.
https://www.youtube.com/watch?v=nu8TgMU5I2k
Паяльник мощностью 300 Вт
Наиболее оптимальный вариант для нагрева – использование газовой горелки или паяльной лампы.
Простая газовая горелка
При использования горелки в качестве нагревательного инструмента следует учесть следующие нюансы:
- нельзя перегревать основной металл, поскольку он может расплавиться. Поэтому в процессе необходимо регулярно контролировать температуру.
Делать это можно, касаясь припоем нагреваемого элемента. Расплавление припоя даст знать, что достигнута необходимая температура; - не следует использовать кислород для обогащения газовой смеси, поскольку он способствует сильному окислению металлической поверхности.
Инструкция по пайке
Процесс пайки алюминиевых деталей не имеет своих отличительных особенностей, он осуществляется также как со сталью или медью.
Алгоритм действий следующий:
- обезжиривается и зачищается место пайки;
- производится фиксация деталей в нужном положении;
- нагревается место соединения;
- прикасаются стержнем припоя (содержащим активный флюс) к месту соединения. Если используется безфлюсовый припой, то для разрушения пленки оксида наносится флюс, после чего трут твердым куском припоя по месту пайки.
Для разрушения пленки оксида алюминия также используется щетка со щетиной из стальной проволоки. При помощи этого простого инструмента производят растирание расплавленного припоя по алюминиевой поверхности.
Пайка алюминия – полная видео инструкция
https://www..com/watch?v=ESFInizLE9U
Что делать при отсутствии нужных материалов?
Когда нет возможности подготовить все необходимые для пайки материалы, можно использовать альтернативный способ, при котором применяется припой на оловянной или оловянно-свинцовой основе. Что касается флюса, то он заменяется канифолью. Чтобы не образовывалась новая пленка оксида алюминия на месте старой, зачистка производится под слоем расплавленной канифоли.
Паяльник, помимо своего прямого назначения, будет использоваться как инструмент, разрушающий оксидную пленку. Для этого на его жало надевается специальный скребок. Увеличить результативность процесса можно, добавив в канифоль металлических опилок.
Процесс производится следующим образом:
- нагретым луженым паяльником расплавляют канифоль в месте пайки;
- когда канифоль полностью покрывает поверхность, начинают тереть об нее жалом паяльника.
В результате этого металлические опилки и жало разрушают пленку оксида алюминия. Поскольку слой расплавленной канифоли не позволяет проникать воздуху к алюминиевой поверхности, на ней не образовывается оксидная пленка. По мере того, как производится разрушение пленки, будет происходить лужение детали; - когда процесс лужения завершен, детали соединяют и прогревают, пока не будет достигнута температура плавления припоя.
Необходимо предупредить, что процесс пайки алюминия без специальных материалов – довольно хлопотный процесс без гарантии успешного завершения. Поэтому лучше не тратить на такую работу свои силы и время, тем более, что качество и надежность такого соединения будут сомнительными.
Гораздо проще купить активный флюс и высокотемпературный припой, при помощи которых пайка алюминия даже в домашних условиях не вызовет затруднений.
Источник: https://www.asutpp.ru/pajka-alyuminiya.html
Пайка алюминия в домашних условиях – чем и как паять, флюсы, припои
Пайка алюминия, как справедливо считают многие специалисты, является достаточно сложным в выполнении технологическим процессом.
Между тем такое мнение можно считать верным лишь в отношении тех ситуаций, когда спаять изделия из алюминия пытаются, используя для этого припои и флюсы, которые применяются для соединения деталей из других металлов: меди, стали и др.
Если же используется специальный флюс для пайки алюминия, а также соответствующий припой, то данный технологический процесс не представляет особых сложностей.
Пайка алюминия с использованием пропановой горелки
Особенности процесса
Сложности, которые вызывает пайка алюминия при помощи традиционных припоев и флюсов, объясняются рядом факторов, преимущественно связанных с характеристиками данного металла. Основным из таких факторов является наличие на поверхности деталей из алюминия оксидной пленки, которая отличается высокой температурой плавления и исключительной химической стойкостью. Такая пленка при выполнении пайки препятствует соединению основного металла и материала припоя.