Пайка флюсом для алюминия

Неразъёмные соединения изделий из металла осуществляются несколькими способами – один из них, это пайка. В этом процессе, мостиком между двумя деталями служит припой, представляющий собой химически чистый металл или его сплавы. Основное требование, предъявляемое к нему – это создание прочного механического соединения, обладающего определёнными физико-химическими и электропроводными свойствами.

Чтобы обеспечить надёжный контакт с малым электрическим сопротивлением, требуется удалить промежуточные слои, состоящие из окислов или других химических веществ, имеющихся на поверхности стыкуемых изделий. Для этого применяется другая операция – обработка флюсом.

Флюс – это смесь неорганических и органических веществ, обеспечивающих создание на поверхности обрабатываемого металла участка, обладающего хорошей физико-химической адгезией к припою. Такой смесью обрабатывают алюминий и его сплавы, когда требуется соединить их с другим веществом.

Алюминий, Al и его сплавы обладают рядом технических характеристик, которые предопределили его широкое применение в промышленности и электротехнике.

Изделия имеют:

1. Высокую электро – и теплопроводность.
2. Устойчивы к разбавленным органическим и неорганическим растворителям.
3. Обладают хорошей пластичностью, легко гнётся, деформируется – это позволяет выпускать различные детали в виде проволоки, листов, гнутых профилей.
4. Имеют достаточно низкую температуру плавления, около 660°C.

Особенности

Электропроводность Al-сплавов позволяет использовать детали из этого металла для создания токопроводящих элементов в различных электрических системах.

При создании электропроводящих мостиков, требуется соединять различные металлы с алюминием посредством пайки, что вызывает определённые технологические трудности.

Это обусловлено тем, что на поверхности любого Al-сплава, в том числе, чистого алюминия, имеется прочная и очень эластичная окисная плёнка, состоящая из Al2O3.

Свойства этой плёнки таковы, что она не вступает в контактное взаимодействие с большинством из распространённых металлов – они не могут смочить поверхность, даже находясь в расплавленном состоянии.

Область применения

Флюсы, применяемые для работы с Al-сплавами, используются для обработки поверхности изделий с целью создания поверхности, могущей обеспечить надёжный контакт с припоем.

Применяются:

1. При создании элементов теплопроводной системы, например, радиаторов.
2. Для использования в электрических приборах – с целью образования замкнутого энергетического пространства.
3. Соединение токопроводящих проводов.
4. Производство каких-либо конструкций, где требуется применение различных сплавов и имеется необходимость в электропроводимости.

http://www.youtube.com/watch?v=ESFInizLE9U

Материалы для пайки

Для работы с Al-сплавами применяются два основных материала – припои и флюсы.

Припои

Для пайки можно использовать широко известные легкоплавкие припои:

• олово;
• сплавы на основе цинка или кадмия;

Диапазон плавления составляет 200…400°C. Такой температурный фон позволяет применять не очень мощный паяльный инструмент, к тому же, свойства обрабатываемого металла не изменяются.

Основная задача, решаемая при использовании припоев – это создание на поверхности алюминиевых деталей облуженного слоя. Такая прослойка обеспечивает надёжное сцепление, имеет малый мостик электросопротивления и обладает возможностью обрабатываться при паяльных работах.

Примеры применяемых припоев:

1. Легкоплавкий припой ПОС-40. В его состав входит 40% олова, 3…5% сурьмы, остальное – свинец. Рабочий диапазон температур составляет 185…270°C. Применяется для создания малоответственных изделий, не подвергающихся большим механическим нагрузкам, например, простые швы.
2. Тугоплавкое соединение 34А. Используется для работ с алюминием и сплавами – авиаль, дуралюмин, литейные сплавы. Этот припой используется для работ с небольшими деталями, при этом, необходимо избегать расплавления обрабатываемых деталей.

Флюсы

Твердый флюс

В качестве флюсов используются различные вещества, помогающие нейтрализовать воздействие окисной плёнки и создающие условия для хорошей адгезии припоя.

Производятся промышленным способом или готовятся своими силами из подручных средств.

Примеры:

1. Флюс 34А. Действие основано на химическом воздействии на окислы, которые преобразуются в вещества, способные взаимодействовать с прибоем. Является сильным окислителем, поэтому, после завершения паяльных работ, его остатки необходимо удалить.
2. Машинное масло. Принцип основан на механическом удалении защитной окисной плёнки посредством абразивного материала. Органическая жидкость препятствует доступу атмосферного воздуха к очищенной поверхности, вследствие чего, окисление металла не происходит. Поверхность становится восприимчивой к контакту с припоями.

На выбор флюса влияет конечный результат – будь то выполнение простого сварного шва, пайка электропроводов или работы с радиоплатами. В разных операциях достигается различная механическая прочность соединений, их электропроводность. Немаловажный факт – это развиваемые температуры при производстве паяльных работ.

Жидкий флюс

Флюс, по химическому составу, можно подразделить на две основные группы:

1. Твёрдые, состоящие из смесей солей и органических веществ.
2. Гелеобразные или жидкие, содержащие в себе кислоты, канифоль, соли и органику.

Плюсы.

1. Твёрдые преобразователи можно конструктивно выполнять заодно с припоем, например, в виде проволоки, наружная оболочка которой – легкоплавкий металл, сердцевина – флюс.
2. Жидкая консистенция технологически удобна в применении – достаточно опустить в ванночку обрабатываемый предмет или натереть жидкостью необходимое место.
3. Остатки жидких компонентов легко удаляются водой.

Минусы:

1. Применение твёрдых веществ, чревато отравлением – под воздействием температуры при их плавлении, могут выделяться газообразные компоненты, вредные для здоровья человека.
2. Некоторые виды флюсов являются химически агрессивными веществами, вызывающие коррозию обрабатываемых поверхностей.
3. Отдельные материалы требуют большого расхода электричества, процесс, при небольших объёмах работы, может занять неоправданно много времени.

Способы применения и цена

Пример обработки алюминиевого провода:

1. Удаляется защитная оплётка. Открытые концы зачищаются ножом или шлифовальным материалом.
2. Поверхность обезжиривается посредством ацетона, бензина или растворителя.
3. Подготовленные изделия погружаются в ванночку с выбранным жидким флюсом.
4. Обработанные концы подвергают лужению легкоплавким прибоем.
5. Остатки флюса удаляются горячей, затем холодной водой, вытирают насухо.

Готовые промышленные образцы стоят:

1. Ф-61А – 50…100 руб. за флакон 30 мл.
2. Ф-59А – 55…75 руб. за ёмкость в 30 мл.
3. Припой алюминий-медь Castolin 1827, 5 прутков – 750…900 руб.

Советы:

1. С целью создания надёжного соединения, целесообразно применять вещества промышленного изготовления.
2. Для бытового применения лучше использовать флюсы, предназначенные для работы с легкоплавкими припоями.
3. Выбирать паяльный материал необходимо для тех металлов, которые предполагается соединить.
4. Более надёжное соединение деталей получится, если для пайки применять паяльник, оборудованный ультразвуковой насадкой.