Главная

Припой для алюминия


Припои для пайки алюминия: составы, рекомендации по применению, характеристики

Обычно изделия из алюминия с помощью пайки производят в промышленных цехах. В домашних условиях такую процедуру выполнить достаточно сложно, так как на поверхности алюминиевых деталей, после их зачистки, сразу появляется повышенной прочности оксидная пленка. Для ее разрушения требуется механическая обработка и применение специального припоя.

Составы припоев для пайки алюминия

В состав большинства припоев для пайки входят химические элементы, которые с алюминием почти не растворяются. Поэтому для соединения алюминиевых деталей выбор рекомендуется остановить на тугоплавких припоях на основе алюминия и легкоплавких, созданных на основе кадмия, олова или цинка.

Более удобны в использовании легкоплавкие составы, с помощью которых процесс пайки можно проводить при низких температурах, тем самым избежав больших изменений свойств алюминия.

Существенным минусом применения соединений из олова и кадмия является их нестойкость к коррозиям, что приводит к скорым разрушениям материала.

Наиболее надежны тугоплавкие сплавы, имеющие в своей основе алюминий. В их состав может входить:

Самым простым из них является сплав алюминия с кремнием. Наиболее надежный результат можно получить после применения состава, в который входит алюминий, медь и цинк.

Совершая плавку с применением тугоплавких припоев, жало паяльника необходимо нагреть до температуры в 350 градусов. При этом нужно использовать флюс, состоящий из смеси олеиновой кислоты и йодида лития.

Самые простые виды припоев можно приготовить в домашних условиях, если для этого есть соответствующее оборудование. Однако не составит труда купить состав для пайки алюминия в магазине. В них, как правило, представлен широкий выбор различных марок.

HTS -2000 – припой для пайки алюминия и его сплавов

Американский продукт выпускается в форме стержня и состоит из девяти сплавов. Припой HTS -2000 – это продукт последних достижений, с помощью которого пайку можно проводить без флюса. Он легко проникает через лежащие ниже поверхности примеси, через которые не могут проникнуть составы конкурентов.

При применении продукта HTS -2000 не требуется обладать какими-то специальными навыками, что означает его высокое качество. Нагреваясь, припой легко проникает через образовавшуюся на поверхности пленку оксида алюминия и создает прочные молекулярные соединения.

Из-за того, что электрохимический потенциал между алюминием и припоем невелик, коррозия материалу не страшна. Срок эксплуатации изделий с таким соединением более 10 лет.

Область применения продукта HTS -2000:

  • восстановление деталей после сколов, поломки, износа;
  • ремонт картеров автомобилей;
  • ремонт алюминиевых днищ лодок;
  • ремонт трубок кондиционеров, компрессоров, насосов;
  • пайка и медных и алюминиевых элементов в различных сочетаниях;
  • ремонт топливных баков из алюминия;
  • восстановление и ремонт головок блока цилиндра;
  • ремонт радиаторных трубок;
  • восстановление резьбовых отверстий.

Кроме этого, с помощью такого припоя можно ремонтировать алюминиевые лестницы, желоба, лодки. Довольно часто его применяют при ремонте дизельных двигателей.

Важно знать, что припой HTS -2000 специалисты не рекомендуют использовать для пайки алюминия с медью. Вследствие такой процедуры возникает электрохимическая коррозия, которая быстро разрушает металл.

Материал используется с кислородно-ацетиленовой или пропановой горелкой. Он является самым сильным, быстрым и в то же время простым припоем для пайки среди других аналогичных сплавов.

Castolin AluFlam 190 – припой из Франции

Продукт применяется в качестве присадочного прутка для ремонта алюминиевых деталей и высокотемпературной пайки.

Технические характеристики припоя Castolin AluFlam 190:

  1. Обладает высокой прочностью и исключительной капиллярной текучестью.
  2. Характеризуется отличной электропроводностью.
  3. По цвету соответствует многим сплавам из алюминия.

Продукт Castolin AluFlam 190 рекомендуется для высокопрочного соединения:

  • алюминиевых сплавов с кремнием;
  • кованого алюминия;
  • листов;
  • трубопроводов.

Его нельзя использовать для алюминиевых сплавов, в которых присутствует более 1,5% магния, и для деталей, которые требуют последующего анодирования.

Из-за своей способности формировать вязкий и прочный шов, припой Castolin AluFlam 190 может применяться в самых различных областях. Его можно использовать для ремонта оконных рам и мебели, в транспортной промышленности, для ремонта холодильного оборудования, газовых магистралей, решеток, кондиционеров и многого другого.

С продуктом Castolin AluFlam 190 специалисты рекомендуют использовать флюс Castolin 190 Flux .

Припой для пайки алюминия 34А

Продукт выпускается отечественным производителем в виде порошка, проволоки или прутков. В его состав входит около 66% алюминия, примерно 28% меди и не более 6% кремния. При применении материала 34А во время работ по пайке рекомендуется применение флюса Ф34А.Температура плавления сплава 525 градусов, в то время как процесс пайки должен производиться при температуре в 530-550 градусов.

Состав припоя позволяет применять его для пайки чистого алюминия и его сплавов, алюминия с медью и ее сплавами. Продукт 34А нашел применение во многих сферах традиционной и современной промышленности.

Сплав подходит для пайки с использованием ацетил-кислородных, пропан-бутановых и пропановых газовых горелок. Его не рекомендуется использовать для работ со сплавами Д1 и Д16, а также с составами, содержащими более 3% магния.

Срок годности продукта неограничен.

Производители специально разрабатывают высокотехнологические припои для восстановления и ремонта алюминиевых деталей, чтобы во время процесса пайки не требовалось использование дорогостоящего сварочного оборудования. С такими продуктами легко можно добиться эластичности и прочности шва, который устоит даже при высоких нагрузках на отремонтированную деталь. С правильно подобранными припоями алюминиевые изделия можно восстановить или соединить в считанные минуты.

  • Автор: Виталий Данилович Орлов
  • Распечатать

Припои для пайки алюминия: составы, рекомендации по применению, характеристики - СибНовСтрой

Алюминий очень часто используется в промышленных областях, ведь обрабатывать его достаточно легко, и он является очень прочным. Однако главным его плюсом все-таки считают легкость. Вот только есть у данного материала и недостатки, ведь он очень сложно спаивается.

Необходимо подобрать самый оптимальный припой, а также выбрать метод обработки. Ведь он не спаивается при стандартном варианте. Припой поможет сделать процесс спайки более легким, однако нужно, чтобы спайку производил настоящий профессионал, ведь материал может окисляться практически мгновенно.

В большинстве случаев при спаивании используют резонансные стабилизаторы, ведь их провода часто созданы именно из алюминия.

Припои для алюминия

Обычно простой подбор припоя для алюминия является недостаточным для того, чтобы произвести процесс, ведь здесь часто необходимо использовать специализированный паяльник, флюс и канифоль. Однако в разных ситуациях все происходит по-разному.

Часто рекомендуется применять материалы, в которых повышена текучесть, поэтому нужно выбирать только легкосплавные материалы, чтобы пленка окисления не успевала покрыть всю поверхность.

Иногда для припоя может быть вполне достаточно обыкновенного паяльника, а в некоторых случаях придется подбирать другое оборудование для спаивания алюминия. Необходимо заметить, что обычно такие изделия не используются для больших нагрузок, поэтому соединение нет необходимости делать слишком крепким.

Однако алюминий после спаивания становится намного прочнее, нежели медь, ведь температура плавления у него довольно низкая. Припой не должен менять свойства алюминия, ведь данный металл имеет высокую диффузию, поэтому и соединяется с заготовкой лучше.

Алюминиевый припой спаивания

В этом случае материалы могут выдавать совсем не те результаты, на которые изначально рассчитывали. Однако такой метод часто используют не только в промышленности, но и в домашних условиях.

Поэтому припой для спаивания алюминия имеет низкую температуру плавления. Припой имеет такие же свойства, что и алюминий, он очень пластичен, поэтому его удобно использовать, если места оказываются труднодоступными.

Выпускают такой припой как в нашей стране, так и за рубежом, ведь его можно применять в самых разнообразных производствах.

Виды припоев для алюминия

  1. Припой Castolin 192CW производится в германии. Его можно использовать как для спаивания алюминия в чистом виде, так и с медными заготовками. Он имеет хорошую текучесть и адгезию. Применяют его для спаек с зазорами и для капиллярных. Обычно используется припой данного образца при ремонте бытовых приборов и техники, холодильников, радиаторов и тому подобной аппаратуры.

    Его легко использовать, вот только необходимо приобрести дополнительный флюс, который располагается внутри прутков. Соединение по прочности составляет 170 Мпа. Плавится при температуре около 440 градусов по Цельсию.

  2. Припой Lucas-Mihaupt Filalu 1192NC производит Франция.

    Его применяют для спаивания алюминия в чистом виде, ведь припой имеет повышенную текучесть и адгезию именно к алюминию. В большинстве случаев применяют припой для капиллярного спаивания или при спаивании при наличии зазоров. Этот вариант прекрасно подходит для корпусов и соединений в холодильниках, кондиционерах и других приспособлений.

  3. Авиа-1 является припоем, который можно использовать не только для алюминиевых деталей, но и для всяких предметов из данного металла. Припой прекрасно держится на небольших деталях, проводах и контактах. У него низкая температура плавления, поэтому сами провода не переплавляются и сохраняют свои свойства.

    Этот припой является мягким, расплавляется при температуре около 200 градусов по Цельсию. Здесь необходимо использовать дополнительный флюс, ведь в прутках он отсутствует.

  4. Припой Castolin 190 производится в Германии. Применяют его для спаивания алюминия в чистом виде и с медью. Он имеет высокую адгезию и текучесть.

    Применяют в основном для капиллярного спаивания и пайки с зазорами. Обычно с его помощью ремонтируют холодильники и другую бытовую технику. Припоя является твердым и легкоплавким. Плавится при температуре около 580 градусов по Цельсию.

  5. Припой HTS-2000 изготавливают в Америке. Его можно использовать для всех типов алюминия.

    Здесь не требуется дополнительное применения флюса, так как он содержится в самом припое в достаточном количестве. Этот сплав создан по самым современным технологиям, что дает гарантию его прочности и надежности. Состоит из девяти компонентов и имеет высокую устойчивость к коррозиям. Плавится при температуре около 350 градусов по Цельсию.

Особенности и характеристики

Свойства материала должны идеально подходить под условия производства процесса. Имеется огромное количество самых разнообразных припоев, причем многие из них являются универсальными, а некоторые специально созданы для спайки алюминия.

Если выбрать первый вариант припоя, то необходимо посмотреть, чтобы свойства их были легкоплавкими, ведь нельзя повреждать заготовки или изменять их свойства. Припой должен иметь температуру плавления от 100 до 200 градусов по Цельсию.

Материал должен иметь высокую текучесть и подходящий состав.

Еще следует отдельно отметить, что прочного соединения добиться практически не представляется возможным, однако в большинстве случаев это и не является важной необходимостью. Часто необходимо только сделать соединение качественным для работы определенного вида техники. Расходные материалы имеют небольшой вес.

Выбор и его особенности

Многие уверены, что вообще не важно, каким припоем спаивать алюминий, главное воспользоваться правильным способом. Ведь процесс напрямую зависит от ряда условий. Поэтому стоит выбирать материалы таким образом, чтобы они соответствовали инструментам для пайки.

Если необходимо спаивать провода, то лучше воспользоваться припоями, имеющими низкую температуру плавления.

Ну а если необходимо спаивать внушительные и толстые заготовки или другие металлы, то нужно выбирать материал, свойства которого будут соответствовать данному виду припоев.

Важно! Мастер должен работать быстро, чтобы материал не успел окислиться раньше времени и не испортил весь процесс.

Особенности спаивания

Перед началом процесса необходимо произвести зачистку необходимых поверхностей при помощи наждачной бумаги. Затем необходимо расположить флюс по нужным поверхностям и подогреть его до следуемой температуры. После этого уже нужно приводить в действие сам припой, а потом подождать до полного остывания металла. Останется только произвести зачистку готового шва.

Источник:

Мягкие припои для алюминия

К мягким припоям относят припои для низкотемпературной пайки алюминия. Их температура плавления не превышает 450 ºС. Температура плавления алюминия (технически чистого) составляет 655-660ºС.

(О высокотемпературных (твердых) припоях см. здесь)

В свою очередь мягкие припои для алюминия подразделяют на:

  • низкотемпературные;
  • среднетемпературные и
  • высокотемпературные.

В таблице ниже приведен химический состав типичных мягких припоев для пайки алюминия. Общие характеристики мягких припоев включают:

  • интервал плавления (температуры солидуса и ликвидуса);
  • смачивающая способность;
  • тип применяемого флюса: активный, органический или один из них;
  • коррозионная стойкость припоя и, следовательно, паяного шва.

Таблица – Химический состав и свойства типичных мягких припоевдля пайки низкотемпературной алюминия

Низкотемпературные припои

Низкотемпературные мягкие припои плавятся и растекаются при температуре от 150 до 260 ºС. Они состоят преимущественно из низкоплавких металлов таких как олово, свинец, цинк, кадмий, а также иногда висмут. Кроме того, эти припои могут содержать малые количества высокоплавких металлов, таких как алюминий, медь, никель и серебро.

Прочность низкотемпературных мягких припоев — совсем мягких – на сдвиг составляет всего 34 МПа. Точки плавления этой группы припоев начинаются с 110 ºС. Соединения алюминия, выполненные этими чересчур мягкими припоями, имеют относительно низкое сопротивление коррозии и поэтому редко применяются для применения под воздействием атмосферы или коррозионных сред.

Оловянно-свинцовые припои

Низкотемпературные оловянно-свинцовые припои подвержены ползучести. При достаточно высоких нагрузках они могут неожиданно разрушаться. Обычно соединение из припоя 60Sn-40Pb при растягивающей нагрузке 9600 кПа «лопается» через несколько часов.

При снижении нагрузки до 690 кПа такой паяный шов простоит 165 дней.

Поэтому эти припои применяют в основном только для герметизации, соединения скрученных проводов, а также для таких задач, как, например, удержание металлических кромок в каких-нибудь пазах.

Свинцово-оловянные припои

Бинарные свинцово-оловянные припои, которые обычно применяют для пайки меди, можно в принципе также применять и для пайки алюминия. Однако они представляют в применении определенные трудности. Образуемое соединение получается слабыми, и поэтому они редко применяются для алюминия.

Свинец в одиночку почти не растворим в алюминии , а добавки олова лишь незначительно повышают его смачивающую способность.

Свинцово-оловянные припои, разработанные специально для алюминия, обычно содержат малые количества цинка, кадмия и других металлов для улучшения смачивающей способности и текучести.

Оловянно-цинковые припои

Оловянно-цинковая эвтектическая смесь 91Sn-9Zn плавится при температуре всего лишь 199 °С, хорошо растекается и смачивает алюминий. Этот припой является самым коррозионно-стойким из всех низкотемпературных мягких припоев. Его прочность сравнима с прочностью среднетемпературных мягких припоев.

Среднетемпературные припои

Среднетемпературные мягкие припои плавятся температуре от 260 до 370 ºС. Они содержат преимущественно олово или кадмий в различном сочетании с цинком.

Эти припои могут также содержать небольшие количества алюминия, меди, свинца, никеля или серебра.

Поскольку эти припои содержат 30-70 % цинка, они хорошо смачивают алюминий и образуют более прочные и более коррозионно-стойкие соединения, чем низкотемпературные припои.

Среднетемпературные оловянно-цинковые припои проявляют высокую сдвиговую прочность – до 3800 кПа. Эти припои часто применяют для наружных швов, но для защиты от воздействия атмосферы их покрывают краской или аналогичными материалами. Оловянно-цинковые припои плавятся при температуре 290 °С и выше.

Высокотемпературные припои

Высокотемпературные мягкие припои плавятся между температурами 370 и 450 ºС. Они состоят из 90-100 % цинка и могут содержать 2-10 % алюминия и малые количества меди, железа, никеля или серебра.

Эти добавки снижают температуру пайки, обеспечивают более широкий интервал плавления и улучшают смачиваемость алюминия припоем.

Алюминий в цинко-алюминиевых припоях снижает их способность к межзеренному проникновению.

Высокотемпературные мягкие припои являются самыми прочными и самыми дешевыми из тех, которые применяются для пайки алюминия.

Они также обеспечивают более высокую коррозионную стойкость по сравнению с низкотемпературными и среднетемпературными припоями.

Чтобы обеспечивать высокое сопротивление коррозии эти припои должны иметь минимум таких примесей, как висмут, кадмий, свинец, олово и другие низкоплавкие металлы.

Цинковые припои

Припои на основе цинка могут содержать от 90 до 99,999 % цинка. Они обеспечивают самую высокую прочность из всех промышленных «мягких» припоев. Из прочность на сдвиг достигает 125 МПа и выше.

Температура пайки у них выше, чем у всех других припоев – от 380 до 425 °С. Цинковые припои обеспечивают самую высокую коррозионную стойкость.

Чем больше цинка в припое, тем выше его коррозионная стойкость.

Цинковые припои имеют особенно высокую коррозионную стойкость, когда они не содержат низкоплавких металлических примесей, таких как висмут, кадмий, свинец или олово. Небольшие количества меди, серебра, титана и других металлов добавляют в цинковые припои для улучшения их текучих и смачивающих свойств. В малых количествах эти элементы почти не снижают коррозионную стойкость цинковых припоев.

Чтобы снизить стремление цинка проникать между зерен некоторых алюминиевых  сплавов, в него добавляют алюминий. Однако добавки алюминия уменьшают коррозионную стойкость цинковых припоев, снижают их температуру плавления и пластичность.

Источник: Aluminum and Aluminum Alloys, ASM International, 1996

Источник:

Припои и флюсы для пайки

ПодробностиПросмотров: 12188

Прочность пайки зависит, в первую очередь, от правильного подбора припоя и флюса и, во вторую очередь, от тщательности подготовки спаиваемых деталей.

Это значит, что их поверхности должны быть очищены от окислов, которые мешают проникать припою в спаиваемые детали (диффундировать).

При пайке надо всегда помнить, что температура плавления припоя должна быть ниже максимальной рабочей температуры флюса.

Там, где в тексте эта температура не приводится, дается разъяснение, какими припоями можно паять с данной маркой флюса.

Припои

Основные свойства, которыми должен обладать припой, можно сформулировать так:

  • температура его плавления должна быть ниже температуры плавления спаиваемых металлов;
  • он должен хорошо смачивать спаиваемый металл;
  • припой должен быть относительно прочным;
  • при пайке не должны образовываться пары (металл — припой), отрицательные в электрохимическом отношении, в противном случае паяный шов быстро разрушится;
  • металлы, входящие в состав припоя, должны быть недефицитными и недорогими.

Припои по своим физическим свойствам делятся на две группы:

  • легкоплавкие припои (их еще называют мягкими припоями) с температурой плавления до 500°
  • и тугоплавкие (твердые) с температурой плавления выше 500°.

Наиболее широко распространены легкоплавкие припои на основе сплава олово-свинец

Таблица 1Припои на основе олово-свинец

Марки припоя Температураплавления оС Применение
Олово 232 Для лужения
ПОС 90 220 То же
ПОС 61 185 Для пайки меди и стали
ПОС 50 210 Для пайки меди, латуни, никеля, серебра и т.д.
ПОС 40 235 То же
ПОС 30 256 —
ПОС 18 277 Для пайки свинца, цинка, луженной жести
ПОС 4-6 265 Для пайки меди и стали

Все припои содержат небольшой процент примеси сурьмы. Последний припой содержит 5 — 6% сурьмы. В (табл. 1) приведены припои на основе сплава олово-свинец, для сравнения сюда включено олово.

Цифра в марке припоя говорит о количестве (в %) олова в данном припое, остальное — свинец.

Из тугоплавких применяются припои на основе меди и серебра

Кроме припоев для пайки стальных и никельсодержащих сплавов пользуются иногда медью марок МО, Ml, M2, МЗ и М4.

Употребляется медь в виде:

  • проволоки,
  • ленты,
  • фольги
  • и порошка.

Температура пайки медью лежит в пределах 1150—1200°.

Латуни (сплавы медь-цинк) и специальные медно-цинковые припои хороши тем, что температура их плавления несколько ниже, чем у меди. Соединения, спаянные латунью, более прочны, чем спаянные медью.В (табл. 2) приведены три широко распространенных медно-цинковых припоя и некоторые марки латуней, применяемых в качестве припоев.

Таблица 2Медно-цинковые и латунные припои

Марки припоя(латуни) Температураплавления, оС Применение
ПМЦ 36 825 Для пайки латуни марки Л 62
ПМЦ 48 865 Для пайки медных сплавов
ПМЦ 54 880 для пайки меди и сплавов из стали
Л 62 905 Для пайки меди и стали
Л 68 938 То же

Медно-фосфорные припои отличаются относительно низкой температурой плавления и хорошей затекаемостью в расплавленном состоянии. Наличие в припоях фосфора при пайке меди и ее сплавов позволяет иногда обходиться без флюса, так как фосфор обладает флюсующими свойствами.

При пайке медно-фосфорными припоями латуни Л62, нейзильбера*, алюминиевой бронзы и медно-никелевых сплавов необходимо применять борсодержащие флюсы.По ГОСТу пайка стали медно-фосфорными припоями не допускается из-за хрупкости паяного шва. Однако при отсутствии медно-цинковых или серебряных припоев можно применять и медно-фосфорные.

К основным медно-фосфорным припоям относятся так называемые фосфористые меди марок МФ-1, МФ-2, МФ-3.

  • Температура плавления первых двух — 750°
  • третьего — 700°.

Из тугоплавких (твердых) припоев наиболее примечательными являются припои на основе серебра

Их универсальность (можно паять все металлы, кроме алюминия, магния и легкоплавких металлов),

  • прочность,
  • пластичность,
  • коррозионная стойкость,
  • высокая температура плавления

ставят их в первый ряд среди других припоев.Даже относительная дороговизна нисколько не умаляет их достоинств.

Из припоев на основе серебра некоторые умельцы отливают мормышки!

В (табл. 3) приведены основные марки серебряных припоев. Цифра в марке припоя показывает количество (в %) серебра, остальное — в основном медь.

Таблица 3Основные марки серебряных припое

Марка припоя Температураплавления, оС Марка припоя Температураплавления, оС
ПСр 72 779 ПСр 44 800
ПСр 71 795 ПСр 40 605
ПСр 70 755 ПСр 37,5 810
ПСр 62 700 ПСр 25 775
ПСр 50 850 ПСр 12М 825
ПСр 45 725 ПСр 10 850

Флюсы

Назначение флюсов при пайке:

  • защита зачищенных деталей от окисления,
  • удаление с поверхности металла пленки окислов,
  • улучшение смачивания припоем спаиваемых деталей.

Все многообразие флюсов можно разделить на три группы:

  • некоррозионные
  • слабокоррозионные
  • и коррозионные.

Некоррозионные флюсы (их еще называют защитными) не растворяют пленку окислов на металле, а лишь защищают при пайке тщательно зачищенную поверхность.

После окончания пайки остатки флюса можно не удалять с поверхности спаянных деталей, так как он не вызывает коррозии.

Слабокоррозионные флюсыучаствуют в разрушении пленки окислов. Остатки флюса необходимо удалять.

Коррозионные (активные) флюсы энергично разрушают пленку окислов, поэтому иногда удается спаивать незачищенные металлические детали.

Удалять остатки флюса после пайки обязательно!

Отдельную группу составляют борсодержащие флюсы для пайки тугоплавкими припоями

К некоррозионным флюсам относятся неактивированные флюсы на основе канифоли (табл. 4).

Максимальная рабочая температура этих флюсов 300°!

Таблица 4Флюсы на основе канифоли

Компоненты, % вес. Что и чем паяется
Канифоль-40, бензин-50керосин — 10
Канифоль-30, Этиловый спирт — 70
Канифоль-24, стеарин -1, Этиловый спирт — 75
Канифоль-6,глицерин-16,Этиловый спирт (денатурат)-78
Пайка меди и ее сплавов, серебра (редко — стали) свинцово-оловянистыми припоями

К слабокоррозионным флюсам относится большая группа активированных флюсов на основе канифоли, но есть и такие, где канифоль отсутствует (табл. 5).

  • первые флюсы имеют максимальную рабочую температуру — 300°
  • вторые — 350°

Таблица 5Флюсы на основе канифоли, глицерина и спирта

Компоненты, % вес. Что и чем паяется
Канифоль — 30, Этиловый спирт — 60, уксусная кислота — 10
Канифоль — 38, Этиловый спирт — 50, ортофосфорная кислота — 12
Канифоль — 24, Этиловый спирт — 75, хлористый цинк — 1
Для>пайки>меди,>ее сплавов, серебра, никеля, цинка, свинцово- оловянистыми припоями
Канифоль — 28, Этиловый спирт — 65, хлористый цинк — 5, хлористый аммоний — 2
Глицерин 22,хлористый аммоний — 4, хлористый натрий — 0,12, раствор хлористого цинка — 73,88
Для пайки меди и цинка
Глицерин — 35, солянокислый гидразин — 5, вода — 60
Этиловый спирт — 46, ортофосфорная кислота — 9, вода — 45
Для пайки меди и сплавов, никеля, серебра, стали

Основу почти всех коррозионных (активных) флюсов составляют хлориды металлов и, в частности, хлористый цинк.

Максимальная рабочая температура этих флюсов до 400°! (табл. 6)

Таблица 6Флюсы на основе хлоридов металлов

Компоненты, % вес Применение
Хлористый цинк — 40, вода — 60
Хлористый цинк — 30, хлористый амоний — 10, вода — 60
Хлористый цинк — 30, солянная кислота — 30, вода — 40
Хлористый цинк — 70, хлористый натрий — 15, хлористый амоний — 15
Для пайки и лужения стали, меди, ее сплавов, никеля, серебра.
Хлористый цинк — 40, двухлористое олово — 5, хлорная медь — 0,5, соляная кислота — 3,5, вода — 51 Пайка стали припоями с большим содержанием свинца
Хлористый цинк — 40, хлористый натрий — 5, хлорная медь — 1, хлористый калий — 1, соляная кислота — 1, вода — 52 Пайка стали и меди (и сплавов) припоями с большим содержанием свинца и цинка.
Хлористый натрий — 15, хлористый амоний — 1,5, соляная кислота — 36, спирт денатурат — 12,8, ортофосфорная кислота — 2,2, хлористое железо — 0,6, вода — 31,9 Пайка углеродистых сталей.

В отдельной таблице приводятся флюсы для пайки нержавеющих сталей

Максимальная рабочая температура этих флюсов 400°!

Таблица 7Флюсы для пайки нержавеющих сталей

Компоненты, % вес Применение
Хлористый цинк (насыщенный раствор) — 100
Хлористый цинк (насыщенный раствор) — 75, соляная кислота — 25
Хлористый цинк (насыщенный раствор) — 90, уксусная кислота — 10
Ортофосфорная кислота — 100
Ортофосфорная кислота — 99, сернокислая медь — 50
Хлористый цинк — 30, хлористый амоний — 10, хлорная медь — 10, соляная кислота — 50
Хлористый цинк — 50, хлористый амоний — 5, соляная кислота — 1, вода — 44
Пайка нержавеющейстали

Как уже было сказано, флюсы для пайки тугоплавкими припоями сводятся в отдельную группу, состоящую из двух подгрупп:

— флюсы для пайки медными припоями (табл. 8)

Таблица 8Флюсы для пайки медными припоями

Компоненты, % вес Применение
Бура (прокаленная) -100 Пайка углеродистых сталей имеди медно-цинковыми припоями
Бура (прокаленная) — 80, борная кислота — 20 Пайка молоуглеродистых сталей и меди
Бура (прокаленная) -50, борная кислота — 50, все разводится концентрированным раствором хлористого цинка Пайка нержавеющих сталей, меди медными припоями
Бура (прокаленная) — 12, борная кислота — 78, флористый кальций — 10 Пайка нержавеющих сталей, меди медными припоями

— флюсы для пайки серебряными припоями (табл. 9)

Табица 9Флюсы для пайки серебряными припоями

Компоненты, % вес Применение
Хлористый кальций — 50, хлористый барий — 50
Бура (прокаленная) — 80, борная кислота — 20
Бура (прокаленная) — 50, борная кислота — 35, фтористый кальций — 15
Бура (прокаленная) — 30, тетрафторборат калия — 70
Пайка серебрянными припоями всех металлов и сплавов, кроме алюминия и магния

Порядок изготовления флюса влияет на его качество

Ниже (табл. 10) приводится порядок приготовления некоторых флюсов.Взяв за основу приготовление одного флюса, можно правильно приготовить другой флюс с такими же компонентами или несколько отличными.

Таблица 10Приготовление флюса

Компоненты Порядок приготовления
Канифоль, этиловый спирт, уксусная кислота Размолотую в порошок канифоль растворить в подогретом спирте и после охлаждения добавить уксусную кислоту
Канифоль, стеарин, хлористый цинк, хлористый аммоний, вазелин, вода Размолотую канифоль тщательно смешать со стеарином. Порошок хлористого цинка и хлористого аммония залить водой и размешать, Разогреть то и другое. Второй раствор влить в расплавленную канифоль со стеарином. Размешать и добавить вазелин.
Ортофосфорная кислота, этиловый спирт, вода Этиловый спирт разбавляют водой и к раствору добавляют ортофосфориую кислоту
Хлористый цинк, хлористый аммоний, вода В горячей воде растворяется хлористый аммоний.После охлаждения раствора к нему добавляется хлористый цинк.
Хлористый цинк, двухло-ристое олово, хлорная медь, хлористый калий, соляная кислота, вода В части горячей воды с соляной кислотой растворить днухлористое олово и хлорную медь. В другой части воды растворить хлористый цинк и хлористый калий. Первый раствор влить во вто-рой и тщательно перемешать.
Хлористый калий, хлористый литий, фтористый натрий, хлористый цинк Псе порошкообразные компоненты смешан., расплавить и после остывания размолоть. Хранить в плотно закрывающейся стеклянной посуде.
Бура Расплавить буру, охладить и размолоть до порошкообразного состояния. Хранить в плотно закрывающейся стеклянной посуде.
Бура, борная кислота Прокаленую и размолотую буру смешать с нужным количеством борной кислоты. Хранить в плотно закрывающейся стеклянной посуде.

Для изготовления припоя из отдельных компонентов пользуются правилом:сначала расплавляют более тугоплавкий металл, а в нем остальные помере убывания температуры плавления.

Источник:

Припои для пайки. Виды и свойства. Состав и флюсы. Плавление

Для соединения различных металлических деталей между собой часто применяется пайка. Этот вид соединения популярен в различных сферах жизни и производства. Чаще им пользуются радиолюбители и домашние мастера.

Пайка может выручить как при ремонте компьютера, телевизора, радиотехники, так и в промышленности, ремонте холодильников. Пайка хороша в создании герметичности соединения. А некоторые материалы по-другому просто невозможно соединить.

Не все металлы можно соединить сваркой. А чтобы пайка получилась качественной и герметичной, необходимы навыки работы, хорошие инструменты и соответствующие припои для пайки и флюсы.

Составы и виды припоев и флюсов выбирают в соответствии с материалами, из которых изготовлены соединяемые материалы. Например, для алюминия нужен совсем другой флюс, нежели чем для меди. Рассмотрим основные свойства припоев, их применяемость, особенности использования.

Основные свойства

В качестве припоя применяют разные сплавы металлов. Есть сплавы на одном чистом металле, обычно это олово. Металлы, входящие в состав припоя, отличаются между собой разными параметрами.

Смачиваемость

Любые припои для пайки в обязательном порядке должны обладать свойством смачиваемости, иначе соединяемые детали невозможно будет соединить качественной пайкой.

Смачиваемостью называется явление, при котором надежность связи между молекулами твердого вещества с жидкостью больше, чем у жидкости. При наличии хорошей смачиваемости жидкость расходится по поверхности, при этом заполняет все ее полости. Когда припой недостаточно смачивает металл, его не применяют для этого металла. Для пайки меди чистый свинец не используют, он не смачивает медь.

Температура плавления

Несмотря на вид припоя, у любого вида температура плавления не должна быть больше, чем температура спаиваемых деталей. Однако она должна быть больше рабочих температур материалов, чтобы при работе спаянного устройства припой не расплавился.

В этом вопросе есть два порога температуры. Первый – это температура, во время которой только начинается плавление самых легкоплавких составляющих припоя, а второй – это когда весь припой превратился в жидкость. Интервал между этими двумя значениями называется интервалом кристаллизации припоя.

Если соединенное пайкой место будет находиться при температуре кристаллизации, то место пайки может быстро разрушиться, даже от небольшой нагрузки, так как соединение будет иметь повышенное электрическое сопротивление и хрупкость. Во время пайки нужно знать, что пока припой окончательно не затвердел, нельзя прикладывать к нему какие-либо нагрузки.

Свойства припоев

В любом составе припоя не должны содержаться вещества, обладающие токсичными свойствами для человека, выше нормы. Припои для пайки должны иметь свойства термостабильности и электростабильности. При выборе припоя учитывается теплопроводность припоя и его тепловое расширение. Они должны быть на уровне с паяными деталями.

Виды припоев

Все припои для пайки разделяются на твердые и мягкие. Температура плавления твердых припоев составляет более 450 градусов, а мягких – до этого значения.

Припои для пайки: мягкие 

Наиболее популярные из них являются сплавы олова и свинца с различным процентным соотношением. Для придания особых свойств припою, в него могут добавить вспомогательные составляющие. Кадмий и висмут используются для уменьшения температуры плавления. Сурьма повышает прочность пайки.

Припой на олове и свинце имеют малую температуру плавления и низкую прочность. Для ответственных деталей такой припой лучше не применять. Если приходится паять мягким припоем детали, подверженные серьезным нагрузкам, то рекомендуется повысить площадь пайки деталей.

Наиболее популярными припоями мягкого типа стали от ПОС – 18 до ПОС – 90. Цифры в маркировке обозначают процентное содержания олова в припое. Эти марки припоев применяют в производстве приборов, а также электронных устройств.

ПОС-90 служит для пайки деталей, подвергающихся в дальнейшем гальванике. ПОС-61 применяется для пайки точных устройств, особо ответственных деталей из различных материалов.

Им осуществляют пайку латуни, меди, когда нужна прочность соединения и повышенная электропроводность.

ПОС-40 применяется для неответственных деталей, для которых не нужна особая точность. Зону пайки можно нагревать до высокого значения температуры. ПОС-30 хорошо сочетается с латунью и медью, а также стальными сплавами.

Твердые припои для пайки

Среди твердых припоев с большой температурой плавления имеется две группы: сплавы меди и серебра. К медным видам припоев можно отнести припои, созданные на основе цинка и меди, которые хорошо сочетаются для соединений, предназначенных для статической нагрузки. Эти сплавы хрупкие, поэтому их не нужно применять для пайки материалов с ударной или вибрационной нагрузкой.

Другие виды припоя

Имеются и другие виды припоя, которые редко применяются. Они необходимы для пайки редких металлов, либо для особых специальных условий. Есть припои на основе никеля, служащие для деталей, работающих при высоких температурах, либо изготовленных из нержавеющей стали. Золотые припои используют для вакуумных трубок. Имеются также припои магния.

Форма выпуска

Припои выпускают в виде различных форм и упаковок. Чаще припои изготавливают в виде проволоки, фольги, либо порошка или таблеток. Также бывают гранулированные припои, паяльные пасты. Форма припоя выбирается в зависимости от вида зоны пайки.

Пайка алюминия

Алюминиевые детали соединяют с помощью пайки, при этом используют специальные припои. Пайку алюминия используют в промышленности, бытовых условиях.

Вообще, пайку алюминия считают сложной работой. Так получается, когда неправильно выбирают вид припоя. Берут совсем не тот припой, какой нужно, предназначенный для других металлов. Причина трудной пайки заключается в образовании оксидной пленки, которая не позволяет создать хорошую смачиваемость алюминия.

Чтобы запаять алюминиевую деталь, применяется припой, содержащий цинк, серебро, медь, алюминий и кремний. В торговой сети имеется множество припоев с такими составляющими в разных пропорциях. При выборе следует учесть, что наибольшая коррозионная стойкость и прочность соединения достигается припоем с значительным содержанием цинка.

Алюминий можно также спаять и обычным припоем из свинца и олова, но для этого нужна качественная подготовка поверхности, которая включает в себя зачистку металлической щеткой из нержавеющей стали. При пайке нужно использовать активный флюс. Но такой способ редко применяется.

Пайку алюминия производят при высокой температуре. Наиболее применяемые припои для алюминия – это алюминиево-медно-кремниевые составы.

Пайка меди

Медь паять легче всего. С ней сочетаются практически все виды припоев. Применяются как мягкие легкоплавкие припои, так и твердые виды, а также сплавы олова, свинца, серебра, цинка и т. д.

Для ремонта компьютера или телевизора подходят любые мягкие припои. Для пайки труб, водопровода, холодильника применяют твердые припои. Соблюдая эти простые правила можно получить хороший результат.

Пайка нержавейки

Для соединения пайкой деталей, изготовленных из нержавеющей стали, специалисты рекомендуют применять припой, состоящий из свинца и олова. Неплохой результат получается с припоем, содержащим кадмий. Можно использовать мягкие припои на основе цинка.

Их нельзя применять совместно с низколегированными сталями, а также углеродистыми сплавами. Наиболее оптимальный вариант припоя для нержавеющей стали – это припой из чистого олова, тем более, если пайка будет соприкасаться с пищевыми продуктами.

При проведении пайки в сухом месте или в печи, используют марганец с серебром, чистую медь или припои на никеле и хроме. Во время пайки в условиях коррозии, применяют тиноли на основе серебра с частью никеля.

Пайка стали

Эффективным припоем для соединения деталей из стали является ПОС-41. Другие припои также можно применять, но они не совсем подходят для этих целей. Припой на основе цинка плохо сочетается со сталью, особенно низколегированных и углеродистых сплавов.

Как самому приготовить припой

Для приготовления припоя своими руками составляющие части (обычно это свинец и олово) взвешивают на весах. Эту смесь плавят в тигле на газовой горелке. Расплавленный состав перемешивают металлическим стержнем.

Далее, небольшой пластинкой из стали снимают шлак с поверхности расплавленного припоя, затем аккуратно разливают его в формочки, сделанные из жести, либо гипса.

Плавку осуществляют в проветриваемом помещении, с соблюдением мер безопасности, то есть, надевают очки, фартук, перчатки.

Виды флюсов

Ни одна пайка не обходится без флюса, так же как без припоя. Это химическое вещество, растворяющее и поглощающее окислы. Флюс осуществляет защиту металла от окисления и способствует смачиванию соединяемых деталей.

Для процесса пайки припоем на основе олова и свинца используют флюс на основе соляной кислоты, либо хлористого цинка. Флюсом может служить также хлористый аммоний или бура. Эти флюсы являются активными. Пассивные флюсы состоят из канифоли, масла, вазелина и других подобных веществ.

Например, с мягкими видами припоев можно применять раствор соляной кислоты. Со сталью, медью и латунью используют хлористый цинк. Жирные вещества способен растворять нашатырный спирт. Для пайки алюминиевых сплавов в качестве флюса применяют смесь из тунгового масла, хлористого цинка, канифоли. Имеет свое применение и фосфорная кислота.

Похожие темы:

Источник:

Алюминиевые припои

Алюминии со многими элементами образует двойные, тройные и четверные эвтектики с температурами плавления от 600 до 29,8°С (Аl—Са) и даже ниже нуля — до -39,8°С (Al—Hg). Большинство тройных и четверных эвтектик, содержащих алюминий, малопластичны и не деформируются. Некоторые тройные эвтектики на основе алюминия исследованы в качестве припоев.

Многие из них оказались непригодными для пайки алюминия и его сплавов не только вследствие малой пластичности, но и слабой сопротивляемости коррозии. Наиболее широкое применение в качестве припоя получила двойная эвтектика Al—11,77%Si (температура плавления 577 °С) и сплавы на ее основе .

В качестве припоев часто применяют и доэвтектические сплавы системы Al — Si с температурой солидуса 577°С. Эти припои обладают хорошими литейными свойствами и лучшей, чем другие алюминиевые припои, коррозионной стойкостью, меньшей химической эрозионной активностью.

Некоторым недостатком припоев на основе Al—Si является их голубовато-серый цвет по сравнению с белым цветом алюминия и сплавов алюминия, содержащих медь.

Алюминиевые припои*
Припой Состав припоя, % Температура, °С
Al Zn Сu Si Mn, Ge плавления пайки
* Пайка возможна с флюсом Ф34А.** Пайка в ваннах из флюсов Ф380, № 17 и др.
В62 52,5—50.5 24—26 20 3.5 1,5 Мn 490—500 505—510
Германиевый-1 64,5 — — 4,5 31 Ge 460—480 530—550
Германиевый-2 66,5 — — 5.5 28 Ge 440—460 —
34А 67—65 — 27—29 6 — 525 530—550
П550А 67 — 27 6 — — —
П124** 53 — 40 7 — 530 540—580
П575А 80 20 — — — 575 —
П590А 89 — 10 1 — 590 —
Эвтектический силумин 88,3 — — 11,7 — 577 —

При добавке в алюминий 20—30 % Zn и образовании сплавов Al—Zn с относительно небольшим интервалом кристаллизации (например, припои ПАКЦ, П575А) температура их плавления снижается.

Сплавы Al—Zn, легированные чистым цинком, имеют сравнительно высокую коррозионную стойкость в условиях умеренной и тропической атмосферы.

Сопротивляемость коррозии сплавов Al—Zn значительно снижается при наличии примесей.

Эвтектику Al—33 % Сu с температурой плавления 548°С не используют в качестве припоя из-за ее хрупкости. Широкое применение нашел эвтектический сплав Al—Si—Cu(Al—CuAl2— Si) с температурой плавления 525°С (припой 34А) и сплавы, близкие к нему, богатые медью, а также сплавы системы Al—Сu—Si, содержащие относительно немного меди и кремния, например припой П590 (10 %Сu и 1 % Si).

Существенный недостаток алюминиевых припоев с германием — их низкая пластичность и неспособность к прокатке при содержании более 13—14 %Ge.Вполне удовлетворительные технологические характеристики имеют припои следующих составов (%):

  1. l Si, 31 Ge, Al— остальное (Tпл = 460—500 °С);
  2. 4 Si, 34 Ge, Al — остальное (Tпл = 455—485°С);
  3. 3,5 Si, 36 Ge, Al — остальное (Tпл = 422—486°С).

Применение силумина для пайки

Силумин, содержащий магний, оказался вполне пригодным для пайки стеклянных отражателей с алюминиевой подложкой в дорожных знаках и сигналах.

Для этой цели использован припой Al—(4—13%)Si— (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.

Легирование силумина Al— (5—12 %)Si— (1,5—6 %)Mg никелем (2—6%) позволяет снизить химическую эрозию паямого металла в припое и повысить прочность паяного соединения.

Другим путем снижения эрозионной активности силумина, содержащего более 1,5 %Mg, является легирование его германием и медью, образующими более легкоплавкие и менее богатые алюминием эвтектики, состав такого припоя (%): 5—10 Ge, 5—12 Si, 10—15 Сu, 1—6 Mg, Al— остальное.

Силумины без магния с пониженным содержанием кремния и цинка также образуют прочные и коррозионно-стойкие паяные соединения. Состав припоев (%): Al—(15—22)Cu—(1—5)Si— (7—16)Zn; температура плавления 480—560°С. Понижение содержания кремния обеспечивает также возможность анодирования паяных швов. Паяное соединение отличается хорошей пластичностью при изгибе, ковке и прокатке.

Электросопротивление припоев 0,000021 Ом·мм²/м (20—100°С); плотность 3 г/см3. Припой пригоден для флюсовой пайки и хорошо затекает в капиллярные зазоры. С уменьшением в припоях содержания меди и введением в них серебра (1 — 14 %) и индия (менее 0,2 %) силумины лучше растекаются и образуют более коррозионно-стойкие паяные швы.

Состав таких припоев (%): 1 — 14 Сu, 3—5,8 Si, 1—8 Zn, 1 — 14 Mg и менее 0,2 In.

Увеличение в силуминах содержания цинка до 30—35 %, меди до 10—20% (при содержании кремния 0,3—10%) обеспечивает температуру плавления припоев в интервале 400—460°С.

Эти припои также отличаются высокими механическими свойствами, коррозионной стойкостью, хорошей смачиваемостью и электрической проводимостью.

Подобные свойства имеют также припои, содержащие 0,5—22 % Сu, 0,5—14%Si, 0,5—55 %Zn и 0,05—1 %Сг; температура плавления 400—540 °С. Введение хрома, по-видимому, способствует повышению их коррозионной стойкости.

Самофлюсуемость силуминов с 10% Si обеспечивается при введении в них 0,1—0,001% лантанидов (Заявка 54-95956 Япония, кл. 12 В 22 (В 23 К 35/30). Такой припой лучше применять в виде плакированного слоя на листах паяемого металла (5—10% их толщины). Пайку с таким припоем ведут в вакууме (p = 2,66·10-3 Па). Паяные соединения имеют плавные галтельные участки.

Сплавы для бесфлюсовой пайки

Для бесфлюсовой пайки алюминия в припои вводят легкоиспаряющиеся компоненты: висмут, кадмий, цинк, сурьму, стронций, барий, натрий, литий, фосфор. Припои такого типа Al—(8—11) % Si— (0,05—10) %К, где К — один из легкоиспаряющихся элементов.

Особенно эффективны компоненты: висмут, цинк, кадмий, сурьма, стронций, барий в количествах 5—10 %.

У таких припоев, нанесенных предварительно в виде плакированного слоя, при пайке в результате испарения указанных элементов легко диспергирует пленка оксида алюминия, что обеспечивает процесс пайки в проточной защитной атмосфере или в форвакууме при температуре 580—600°С в течение 3—10 мин.

Паяные соединения из сплава АМц имеют сопротивление срезу 98—137,2 МПа, высокую коррозионную стойкость в условиях тропиков. Припои такого состава в виде компактных кусков пригодны для капиллярной пайки при условии предварительной их укладки в открытый питатель в верхней детали или для некапиллярной пайки с предварительной разделкой кромок.

Источник:

Припой для мягкой пайки алюминия и его сплавов

Изобретение относится к области пайки, в частности к составу припоя, и может быть использовано в различных областях машиностроения для пайки алюминия и его сплавов.

Алюминий и его сплавы находят широкое применение для изготовления паяных конструкций в авиационной, электротехнической, радиотехнической и в ряде других отраслей промышленности.

Известно, что в состав одних припоев входят различные дорогостоящие металлы. Например, кремний, галлий, неодим и т.д. (А.с. СССР №1785858, а.с. №1743772), что отрицательно сказывается на себестоимости продукции. Другим припоям для пайки нужны инертные или нейтральные среды и активные флюсы.

Алюминий, обладая большим сродством к кислороду, образует химически и термодинамически стойкий окисел Al2O3, который находится на его поверхности в виде плотной и прочной пленки.

Но, как известно, окисная пленка, имеющаяся на поверхности алюминия, защищает металл от коррозии, поэтому применение при пайке алюминия активных флюсов (например, 34А и НИТИ-18, Ф-380), разрушающих окисную пленку, вызывает опасность коррозии паяных соединений (http://www.biysk.ru/~zimin/00100/00076.html).

Некоторые припои содержат в своем составе химически небезопасные для здоровья человека составляющий как стронций, церий (патент №2297907). Другим припоям нужно специальное оборудование и т.д.

Известен, в том числе, припой для пайки алюминия и его сплавов (авторское свидетельство СССР №113994), который можно выбрать в качестве прототипа. Припой содержит олово, цинк и кадмий, так как цинк и кадмий (особенно цинк) хорошо диффундируют в алюминий.

Однако соединения из алюминия, паянные легкоплавкими припоями, особенно сплавами олова и кадмия, образуют коррозионно не стойкую пару и плохо сопротивляются коррозионным разрушениям. Несколько лучше ведут себя припои, содержащие цинк (http://www.drevniymir.ru/ellinizm08a.html). Тем не менее коррозионная стойкость остается относительно низкой.

Кроме того, пайка осуществляется дорогостоящим ультразвуковым паяльником при высокой температуре 150-300°C.

Целью изобретения является повышение коррозионной стойкости и прочности паяных соединений, а также понижение температуры плавления припоя и его себестоимости. В состав предлагаемого припоя входят компоненты при следующем соотношении, мас.

%: кадмий — 37-43, никель — 0,2-1,5, олово-50-55 и цинк — остальное. При этом температура плавления припоя составляет (180-220)°C.

Состав припоя позволяет производить пайку обычным паяльником с применением канифоли в качестве флюса, тем не менее обеспечивая получение паяных швов с пределами прочности до 10 кГ/мм2.

Достигаются данные технические параметры за счет включения в состав припоя никеля, обладающего хорошей коррозионной стойкостью и механической прочностью (http://www.metsplav.ru/publication/about/nickel/).

Кроме того, никель не поддается воздействию влаги, а также паров, находящихся в воздухе. Это обусловлено тем, что на поверхности этого металла образовываются оксидные пленки, обладающие защитным действием.

Температура же плавления предлагаемого припоя снижена за счет составления четвертной эвтектики выбранных компонентов.

Пайку осуществляют следующим образом.

Перед пайкой жало хорошо прогретого паяльника (температура жала должна быть около 200°C) зачищают и лудят припоем, пользуясь чистой канифолью.

Затем место пайки приводится в соприкосновение с расплавленным припоем (например, касанием облуженного горячего паяльника или погружением в расплавленный припой). Если все сделано правильно, то деталь в месте контакта с припоем смачивается им.

После охлаждения слой застывшего припоя должен быть блестящим, ровным, без не смоченных островков.

Залуженные детали фиксируются в необходимом положении и прогреваются паяльником, и при необходимости вводится дополнительное количество припоя (капля на паяльнике, или касание нагретых деталей припойной проволокой). В изделиях высокой надежности, как правило, залуженные провода перед пайкой еще и скручиваются («должно держаться без припоя»). Спаиваемые поверхности должны быть неподвижны до полного отвердения припоя.

Пайка алюминия и его сплавов предлагаемым припоем очень технологична и легко выполнима. Пайка производится в обычной атмосфере, зачистка окисной пленки производится лезвием ножа или металлической щеткой.

Прочность паяного шва не ниже прочности паяемых материалов. В процессе испытания паяного шва выявлено, что прочность предлагаемого припоя выше, чем у алюминия (при растяжении припаянного провода к алюминиевой пластинке порвалась проволока).

Процесс пайки с точки зрения токсичности практически безвреден.

Припой изготавливают без доступа воздуха и в следующей последовательности: расплавляют олово соответствующего веса, потом в жидкое олово добавляют кадмий — расплавляют вместе, далее к полученному жидкому расплаву добавляют цинк и поддерживают температуру до получения однородной жидкой массы. К полученному жидкому расплаву из предыдущих трех компонентов добавляют никель и поддерживают температуру до получения соответствующего припоя.

Припой для пайки алюминия и его сплавов, содержащий олово, кадмий и цинк, отличающийся тем, что он дополнительно содержит никель при следующем соотношении компонентов, мас.%:

олово 50-55
никель 0,2-1,5
кадмий 37-43
цинк — остальное

Источник:

Виды припоев для пайки алюминия

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

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

Считается, что паять алюминиевые изделия очень сложно. Так бывает не всегда. Хороший припой для пайки алюминия облегчает ситуацию. Состав композиций позволяет справиться с оксидным слоем, обеспечивает образование шва.

В чем состоит проблема

Оксидная пленка плавится при очень высокой температуре. Ее присутствие мешает проникновению припойного расплава в основной металл, нарушает смачивание места пайки.

Алюминий имеет низкую температуру плавления. Он полностью переходит в жидкое состояние при 660 ℃. Начинается изменение агрегатного состояния при температуре около 300 ℃. В большинство алюминиевых сплавов входят металлы, которые расплавляются уже при 500 ℃.

При высокотемпературной пайке очень легко «проскочить» маленький интервал нагревания, позволяющий получить нормальный шов.

Велика вероятность перегрева зоны плавления, вследствие которого в жидкое состояние перейдут фрагменты деталей. Следует помнить, что паяние должно проводиться путем обволакивания твердых рабочих участков изделий расплавленной массой припоя.

Материалы с оловом

Существует множество металлических композиций для пайки алюминиевых изделий.

В составе большинства легкоплавких припоев преобладают медь, олово, свинец; присутствуют кадмий, висмут, индий.

Однако алюминий в этих металлах не очень хорошо растворяется, что обуславливает пониженную прочность образующихся при пайке швов.

Дополнительную сложность создает низкая устойчивость к коррозии припоев из олова, свинца. В случае проведения работы с этими составами спаянное соединение из алюминия покрывают лакокрасочными защитными средствами.

Хороший результат дает пайка посредством припоев со следующими металлами:

  • медью;
  • цинком;
  • алюминием;
  • серебром;
  • кремнием.

Существует множество композиций, содержащих эти металлы в различном соотношении. Отечественных мастеров в первую очередь интересует российская продукция (прутки и проволока), имеющая хорошее качество и доступную стоимость.

Популярен припой, состоящий из 60 % олова и 40 % цинка. Известно, что повышенное подержание цинка придает шву коррозионную стойкость.

Кастолин

Импортный кастолин состоит только из алюминия и цинка. Он обладает хорошей текучестью, проникающей способностью, электропроводностью.

Некоторое неудобство доставляет невозможность применения данного припоя для деталей с содержанием магния в количестве более 1,5 % и изделий, которые в последующем планируется анодировать.

Компания Castolin поставляет в продажу линейку припоев с разнообразным сочетанием компонентов. Проконсультировавшись, можно подобрать средство для конкретных условий.

Алюминиевые сплавы с добавками

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

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

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

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

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

Подбор флюсов

С учетом специфики пайки деталей из алюминия к выбору флюсов нужно подойти внимательно.

Существует отечественные средства, состоящие из нескольких компонентов. Они обеспечивают эффективную очистку деталей, препятствует окислительным процессам при нагревании. Это особенно актуально при использовании припоев из олова и свинца, известных своей склонностью к окислению.

Хорошую проникающую способность обеспечивает многокомпонентный флюс из фторборатов аммония и цинка, триэтаноламина, добавочных веществ. Средство имеет доступную цену. Его эффективность многократно проверена на практике.

Известный высокотемпературный флюс состоит из хлоридов калия, лития и цинка; фторида натрия. Сухую смесь всыпают в рабочую зону пайки на палочке, дожидаясь равномерного расплавления и перемешивания с массой припоя.

Как подготовить детали

Перед началом пайки нужно провести обезжиривание поверхностей алюминия. Сделать это можно легко с помощью доступного органического растворителя. Можно взять ацетон, бензол, бензин.

После испарения жидкости детали нужно тщательно зачистить любым абразивом: наждачным полотном или бумагой, щетками, сетками из проволоки.

Можно поверхность обработать кислотными растворами, провести травление. Это занимает время, поэтому выполняют процедуру только при необходимости очень прочного шва.

Подготовку поверхности следует проводить непосредственно перед пайкой. Алюминий окисляется на воздухе мгновенно.

Очистка позволяет удалить старый толстый слой оксидов. При правильном проведении пайки вновь образовавшийся тонкий слой не навредит образованию шва.

Процесс пайки:

Пайка алюминия в домашних условиях: особенности процесса, разновидности флюса и припоев, как запаять трубу

Алюминий и его сплавы обладают очень хорошими характеристиками, такими как высокая тепло- и электропроводность, удобство обработки, небольшая масса, экологическая безопасность. Но у этого прекрасного металла есть один очень жирный минус, его крайне сложно паять. Помогает решить эту серьёзную проблему правильно подобранный флюс для пайки алюминия.

Проблема пайки алюминия обусловлена его химическим строением. Сам по себе этот металл химически очень активен, он вступает в реакции практически со всеми химическими веществами. Это приводит к тому, что чистый алюминий на воздухе мгновенно реагирует с кислородом. В результате на поверхности металла образуется очень тонкая и одновременно необычайно прочная плёнка оксида: Al2O3. По своим свойствам алюминий и его оксид представляют две крайние противоположности соединённые в единое целое. Например:

  • Температура плавления чистого алюминия составляет 660 градусов. Оксид алюминия или как его ещё называют, корунд, плавиться при температуре 2600 градусов. Тугоплавкий корунд применяется в промышленности в качестве огнеупорного материала.
  • Алюминий очень мягкий и пластичный металл. Корунд обладает крайне высокой механической прочностью что позволяет изготавливать из него всевозможные абразивные материалы.

Оксид алюминия превращает обычную пайку в довольно сложный процесс. Для его успешного осуществления необходимо применение специфических методов и специальных алюминиевых припоев и флюсов.

Пайка металлов

Смысл пайки любого металла состоит в том, что в пространство между спаиваемыми деталями вводится в расплавленном состоянии специальное вещество, называемое припоем. После застывания припой надёжно связывает в единое целое две металлические детали.

В случае пайки алюминия находящаяся на его поверхности оксидная плёнка препятствует расплавленному припою соединиться с металлом. Иными словами, нарушается адгезия, и поэтому припой не может растечься по поверхности металла и прилипнуть к нему. Это делает пайку алюминия практически невозможной без применения специальных средств, частично устраняющих оксид с поверхности металла и способствующих возникновению нормальной адгезии.

Удаление оксидной плёнки

Удаление оксида с поверхности алюминия — процесс сложный и никогда не приводящий к окончательному результату. То есть, оксидную пленку практически нельзя удалить, так как вместо только что удалённой мгновенно образуется новая. Можно лишь с помощью специфических средств ослабить её действие. Это можно сделать с помощью двух различных методов:

  • Химический способ. С помощью специальных алюминиевых флюсов плёнка разрушается в результате воздействия активных кислот.
  • Механический способ. Посредством применения абразивных инструментов нарушается целостность плёнки.

На практике чаще всего совмещают оба этих метода, чтобы добиться максимально возможного эффекта.

Флюсы для алюминия

Флюс применяется для удаления оксида с поверхности металла и последующего препятствования образованию новой плёнки. Необходимо помнить, что в процессе пайки флюс не должен взаимодействовать с припоем и вступать с ним в химические реакции. Флюсы могут находиться в различных состояниях:

  • Жидкость.
  • Паста.
  • Порошок.

Для алюминия чаще всего применяют жидкие флюсы на основе ортофосфорной кислоты. Существуют так называемые безотмывочные флюсы, применение которых не требует последующего промывания спаянных поверхностей под проточной водой. Однако чаще всего в состав алюминиевых флюсов входят сильно ядовитые вещества, которые небезопасны, и, с экологической точки зрения, могут сильно корродировать металл в месте пайки. Поэтому применение флюсов требует тщательного промывания места пайки под проточной водой. Промышленность выпускает больше количество алюминиевых флюсов, среди которых можно выделить следующие:

  • Ф-64. Высокоактивный флюс для алюминия и его сплавов. Считается самым лучшим флюсом для этого металла. Высокая активность определяется большим содержанием в его составе активного фтора около 40%. При нагреве фтор разрушает оксидную плёнку на поверхности алюминия. Применение этого флюса требует обязательной тщательной промывки спаеных поверхностей, после окончания процесса.
  • Ф-34А. Специальный алюминиевый флюс для тугоплавких припоев. Состав: хлорид калия 50%, хлорид лития 32%, фторид натрия 10%, хлорид цинка 8%.
  • Ф-61А. Применяется с обычными свинцово-оловянными припоями, плавящимися при температуре 150−350 градусов. Состав: фторборат цинка 10%, фторборат аммония 8%, триэтаноламин 82%. Применяется для спаивания разнородных металлов, например, алюминий и медь. Поэтому когда возникает вопрос как припаять алюминий к меди, ответом будет этот флюс.
  • НИТИ-18 (Ф-380). Подходит для тугоплавких припоев с температурой плавления 390 — 620 градусов. Особенностью этого флюса, является то что, хорошо растворяя оксидную плёнку, он практически не оказывает никакого воздействия на основной металл. После окончания пайки остатки флюса должны быть немедленно удалены. Для этого место пайки сначала промывают горячей проточной водой, затем холодной. А в заключение выдерживают в течение 15 минут в водном растворе фосфорного ангидрида.
  • А-214. Универсальный безотмывочный флюс средней активности. Температура применения 150−400 градусов. Не содержит в своём составе вредных солей анилина, фенола или карбоновых кислот, поэтому после применения не требуется тщательная промывка. Остатки легко удаляются бумажной салфеткой, смоченной в спирте.

Механическое удаление оксида

Для облегчения растворения плёнки с помощью флюса, предварительно её частично удаляют посредством механических методов. Данные приёмы позволяют лишь незначительно ослабить действие оксида, так как опытным путём было установлено, что вновь образующаяся плёнка, по своим прочностным характеристикам несколько уступает старой. Для этих целей используют следующие приспособления:

  • Наждачная бумага.
  • Напильники и рашпили.
  • Жёсткие металлические щётки.

Процесс механического удаления поверхностного оксида можно оптимизировать используя для этого кирпичную пыль. Место пайки предварительно посыпают мелкой кирпичной крошкой. Затем:

  • На кирпичные крошки высыпается большое количество сухой канифоли.
  • Предварительно разогретым жалом паяльника канифоль расплавляется и распределяется по поверхности металла ровным слоем.
  • Залуженным жалом паяльника начинают усиленно тереть место пайки. При этом кирпичная крошка сдирают оксидную плёнку, а расплавленная канифоль препятствует проникновению кислорода вместо пайки и поэтому новая оксидная плёнка не образуется.
  • В результате получаем хорошо залуженную поверхность алюминия.

В качестве абразива, с тем же эффектом, можно использовать просеянный речной песок или металлические опилки.

Пайка алюминия

Основу любой пайки составляет так называемое лужение или залуживание. При этом процессе припой равномерным слоем распределяется по поверхности металла. Для того чтобы лужение прошло хорошо необходимо два важных компонента специальный флюс и правильно подобранный припой. Флюсы мы уже рассмотрели теперь очередь настала за припоями.

Специальные припои

Обычные припои, применяемые для пайки цветных металлов, содержат в своём составе олово и свинец. Вопрос как паять алюминий оловом не является актуальным, так как для алюминия такие припои не рекомендуется применять, потому что в этих металлах он практически не растворяется. Применяют специальные припои, которые содержат в своём составе изрядное количество самого алюминия, а также кремний, медь, серебро и цинк.

  • 34-А. Специальный тугоплавкий припой для алюминия. Температура плавления 530−550 градусов. Состав: алюминий 66%, медь 28%, кремний 6%. рекомендуют применять совместно с соответствующим флюсом Ф-34А.
  • ЦОП-40. Относится к категории оловянно-цинковых припоев. Состав: цинк 63%, олово 36%. Плавление происходит в пределах 300−320 градусов.
  • HTS 2000. Специальный припой для алюминия производства США. Основные компоненты: цинк 97% и медь 3%. Температура плавления 300 градусов. Обеспечивает очень прочное соединение, сопоставимое по прочности со сварочным швом.

Присутствие в припое такого металла, как цинк обеспечивает ему высокие прочностные характеристики и хорошую сопротивляемость к коррозии. Наличие меди и алюминия повышает температуру плавления и делает припой тугоплавким.

Использование того или иного припоя определяется задачами, которые стоят перед спаиваемыми деталями. Так, для спаивания крупногабаритных и массивных алюминиевых деталей, которые в дальнейшем будут подвергаться большим нагрузкам, лучше использовать тугоплавкие припои, их температура плавления сопоставима с температурой плавления самого алюминия. Когда возникает вопрос, как запаять алюминиевую трубку, необходимо точно понимать, для чего в последующем эта трубка будет применяться. Тугоплавкие припои характеризуются высокой прочностью, а большая масса детали позволяет обеспечить в процессе пайки хороший теплоотвод, что предотвратит разрушение алюминиевой конструкции вследствие её расплавления.

Особенности процесса

Пайка алюминия ничем не отличается от пайки любого другого цветного металла.

В домашних условиях пайку алюминия условно можно разделить на два вида:

  • Высокотемпературная пайка крупногабаритных деталей. Как правило, это толстостенный алюминий большой массы. Температура разогрева деталей 550−650 градусов.
  • Низкотемпературная пайка мелких бытовых предметов и проводов при радиоэлектронном монтаже. Температура пайки 250−300 градусов.

Высокотемпературная пайка предполагает использование в качестве нагревательного элемента газовую горелку, работающую на пропане или бутане. Но когда неожиданно возникает вопрос, как спаять алюминий в домашних условиях, можно с тем же успехом использовать паяльную лампу.

В случае проведения высокотемпературной пайки необходимо проводить постоянный контроль за температурой разогрева спаиваемых поверхностей. С этой целью используют кусочек тугоплавкого припоя. Как только припой начинает плавиться это говорит о том, что необходимая температура достигнута и разогрев детали необходимо прекратить, в противном случае может произойти её расплавление и последующее разрушение всей конструкции.

Для низкотемпературной пайки используют электрический паяльник мощностью от 100 до 200 ватт, в зависимости от размеров спаиваемых деталей. Чем крупнее деталь тем более мощный паяльник придётся использовать для её разогрева. В то же время для пайки проводов вполне подойдёт и паяльник мощностью 50 ватт.

В обоих случаях и при высокотемпературной пайке, и при низкотемпературной, стадии проведении процесса примерно одинаковые и состоят из следующих последовательных этапов:

  • Механическая обработка места будущей пайки. Проводится с помощью всевозможных абразивных средств. Цель: ослабить поверхностную оксидную плёнку и сделать её более восприимчивой к воздействию флюса.
  • Обезжиривание места пайки с помощью органических растворителей, таких как спирт, ацетон, бензин.
  • Фиксация деталей в нужном положении.
  • Нанесение флюса на спаиваемые поверхности. Если используется жидкий флюс, то лучше всего его наносить с помощью кисточки.
  • Разогрев места пайки с помощью электрического паяльника или газовой горелки.
  • Нанесение расплавленного припоя на место пайки и залуживание металлических поверхностей (распределение припоя ровным слоем).
  • Соединяем металлические поверхности и фиксируем их в соответствующем положении.
  • После того. как припой остынет и детали спаяются, промываем место спайки под проточной водой, с целью вымыть остатки флюса.

Смотрите также

  • Планировка комнаты 17 кв м в однокомнатной квартире
  • Укладка ламината на пробковую подложку
  • Дизайн проект участка 10 соток
  • Отделка фундамента частного дома
  • Плинтуса потолочные для натяжных потолков фото
  • Как утеплить на зиму
  • Как правильно прикрутить металлочерепицу
  • Декупаж на пластике для начинающих
  • Фильтр для очистки воды от железа
  • Тележка инструментальная своими руками чертежи
  • Новогодние украшения уличные своими руками