Существует и третий метод — склеивание. Сначала на поврежденную поверхность наносится специальное вещество, затем поверхность подготавливается, после чего начинается процесс сварки.
Пайка алюминия паяльником и газовой горелкой
Широко распространено мнение, что алюминий и алюминиевые сплавы невозможно сварить или отлить без необходимого оборудования.
Этот аргумент основан на двух факторах:
- 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 вышеперечисленные факторы, сварка алюминия традиционными способами действительно невозможна. Проблема может быть решена путем использования сильных флюсов в сочетании со специальными процессами пайки. Давайте рассмотрим эти материалы подробнее.
Припой
В качестве основы для жидких сварочных материалов обычно используются олово (Sn), свинец (Pb), кадмий (Cd), висмут (Bi) и цинк (Zn). Проблема заключается в том, что алюминий практически нерастворим в этих металлах (кроме цинка), что делает соединение ненадежным.
При использовании высокоактивного флюса и надлежащей обработке швов можно использовать сварку на основе оловянно-свинцового сплава, но этого решения следует избегать. Сварка на основе Sn-Pb имеет низкую коррозионную стойкость. Нанесение цветного покрытия на сварной шов позволяет избежать этого недостатка.
Для сварки алюминиевых деталей рекомендуется использовать клей на основе кремния, меди, алюминия, серебра или цинка. Примером может служить клей 34А, состоящий из алюминия (66 %), меди (28 %) и кремния (6 %), или более распространенный ZOP-40 (60 % Sn, 40 % Zn).
Следует отметить, что чем выше доля цинка в составе шва, тем прочнее и устойчивее к коррозии соединение.
Высокотемпературный сварной шов — это шов, состоящий из таких металлов, как медь, кремний и алюминий. Например, вышеупомянутый отечественный припой 34А или его зарубежный аналог «Алюминий-13». Он содержит 87 % алюминия и 13 % кремния, что делает возможным сварку при температуре 590-600 °C.
Особенности
Сварить алюминиевую емкость можно и в домашних условиях. Для этого необходимо использовать специальные материалы и инструменты и морально подготовиться к этому довольно длительному процессу. Это связано с тем, что алюминиевые контейнеры из этого материала имеют определенные особенности.
- Алюминий имеет низкий порог плавления – около 660 градусов по Цельсию.
- На месте зачистки металла для пайки практически сразу же появляется оксидная пленка. Именно она и мешает процессу ликвидации трещин.
- Алюминий очень быстро нагревается в процессе пайки и теряет свою прочность.
- Заделать трещину можно практически любым веществом, но необходимо правильно подбирать его температуру и связующие масла.
Очень важно не только правильно выбрать флюсы и материалы для сварки, но и правильно подготовить сам металл к предстоящей работе. Кроме того, различные контейнеры требуют различных сварочных процедур в зависимости от содержащегося в них присадочного металла.
Чем паять?
Существуют различные типы швов, которые могут быть использованы для сварки алюминиевых изделий. При выборе метода сварки следует учитывать, что тип сварного шва зависит от толщины контейнера и хранящихся в нем веществ. Например, контейнер для бензина не следует сваривать оловом: риск возгорания очень высок. В других случаях олово можно использовать, но только с подходящим нагревательным устройством. Чем больше поверхность свариваемого оловом алюминия, тем мощнее должен быть инструмент.
Стоит избегать использования так называемых легких припоев, в состав которых входит олово:
Они не гарантируют плотного и надежного сварного шва. С другой стороны, лучшим считается шов на основе цинка. Он обладает самой высокой адгезионной прочностью. Далее следует выбрать оловянный или цинковый припой.
Технические трудности пайки изделий и деталей из алюминия
Сварка алюминиевых конструкций и других компонентов всегда довольно сложна, особенно если она выполняется в домашних условиях неопытными мастерами, не до конца освоившими этот процесс. В основном сварка производится в промышленности с использованием специального оборудования. Тем не менее, можно создать оптимальные условия для сварки алюминиевых деталей.
Для этого необходимо решить несколько технических проблем:
- Больше всего неприятностей при пайке доставляет окисление в виде пленки, возникающей на поверхности в результате контакта алюминия и воздуха. Даже если металл подготовлен, налет на нем образуется практически сразу же после этого. Подобное пленочное покрытие создает препятствия соединительному процессу и добавляет множество проблем в процессе лужения и спаивания. В данной ситуации обычные типы припоев и флюсов совершенно не годятся, поскольку они не дают гарантии качественного соединения. Пленка удаляется или физико-механическим путем, или с помощью сильнодействующих химических веществ.
- Следует учесть и высокие показатели температуры, при которой алюминий начинает плавиться. Максимально она достигает 600С. Возникает разница температур между спаиваемым металлом и его пленкой, вызывающая сложности в процессе паек.
- Из-за температурного режима, алюминий в процессе разогрева начинает заметно терять свою прочность. Этот момент наступает уже при нагреве свариваемого материала до 250-300 градусов. Некоторые алюминиевые сплавы содержат компоненты, температура плавления которых имеет различия с основным металлом.
- Слабое взаимодействие алюминия с традиционными видами припоев, состоящих, преимущественно, из олова, кадмия и других элементов. Это приводит к недостаточным прочностным характеристикам и надежности создаваемых швов. Проблема как спаять, решается посредством специальных припоев, содержащих цинк, который, в свою очередь, отлично контактирует с алюминием и проникает в него. Происходит сцепление, выходящее на молекулярный уровень, обеспечивая необходимую прочность соединения.
Флюс
При выборе флюсов необходимо учитывать, что не все они могут действовать на алюминий. Рекомендуется отечественная продукция Ф-59А, Ф-61А, Ф-64, состоящая из фторбората аммония с добавлением триэтаноламина. На флаконе обычно имеется маркировка — «для алюминия» или «для сварки алюминия».
Отечественный флюс
Для сварки при высоких температурах следует приобретать флюс, выпускаемый под торговым названием 34А. Он состоит из хлорида калия (50%), хлорида лития (32%), фторида натрия (10%) и хлорида цинка (8%) и лучше всего подходит для сварки при высоких температурах.
Рекомендуемый расход для сварки при высоких температурах
Специальные припои
Наилучшего соединения в домашних условиях можно добиться, используя сварочное оборудование на основе олова и меди и специальные флюсы. Наиболее популярным флюсом для бытового использования является Ф64, который позволяет сваривать алюминиевые детали без механической зачистки. Например, алюминий и медь можно легко сварить вместе, или алюминиевую трубу, которую невозможно очистить иным способом, можно заварить изнутри.
Для сварки используется стандартный оловянно-свинцовый припой с температурой плавления 200-350 градусов. Паяльник должен быть достаточно мощным — 100 ватт и более. Причина этого — высокая теплопроводность алюминия. Недостаточно мощный паяльник не сможет нагреть паяное соединение до температуры плавления клея. Паяльником мощностью 60 Вт можно соединять только очень маленькие компоненты (особенно в радиоэлектронике).
Паяльник не подходит для пайки больших алюминиевых компонентов. Подходящим паяльником является любая газовая горелка, температура которой может достигать 500-600°C, и специальный паяльник. Один из самых популярных — HTS-2000, бесфлюсовый паяльник для сварки алюминия, меди, цинка и даже титана.
Он имеет множество преимуществ:
Правда, HTS-2000 не исключает процесс зачистки. Более того, оксидный слой должен быть удален во время сварки сварочным прутком или металлической щеткой для обеспечения безопасной сварки. Однако этот метод позволяет выполнять такие работы, как сварка лопнувших алюминиевых емкостей, например, алюминиевых банок или даже алюминиевых радиаторов автомобилей.
Кроме того, HTS-2000 является, по сути, единственным методом (помимо аргона), позволяющим соединить два «крылатых» металла: Алюминий и Титан.
Существуют и другие высокотемпературные сварочные сплавы, специально предназначенные для сварки алюминия. Например, сплав 34А содержит две трети алюминия плюс медь и кремний. Температура плавления этих сварочных сплавов составляет 500-600 градусов Цельсия, что близко к температуре плавления самого алюминия.
Поэтому использование высокотемпературного сварочного оборудования в домашних условиях опасно, так как нагрев алюминия до таких высоких температур может привести к необратимым повреждениям.
Пайка алюминия дома своими руками: пошаговая инструкция
Обратите внимание, что сварка и сварка алюминия — это не одно и то же. Тем не менее, многие люди часто путают эти два термина. Давайте немного проясним, что такое сварка алюминия пайкой и что такое сварка.
Некоторые умельцы даже переделывают обычные сварочные реверсы под аргоновую сварку.
При сварке алюминия образуется очень прочное и монолитное соединение с одинаковой кристаллической решеткой. Качество свариваемых деталей достаточно высокое.
Термин «сварка алюминия» означает использование специального (или обычного) сварного шва для соединения алюминиевых деталей вместе. Сам металл при этом не нагревается до температуры плавления.
Особенность сварки заключается в том, что вы можете легко сварить алюминиевую банку или другую емкость (если в ней есть трещина), а также сварить алюминий с другим металлом. Сварка двух разных металлов, с другой стороны, затруднительна.
Особенности процесса
Поверхность алюминиевых деталей покрыта оксидным слоем, который обладает высокой химической стойкостью и температурой плавления в два раза выше, чем у чистого металла. В диапазоне от +2500C до +3000C алюминий становится неустойчивым и плавится. Минимальная температура плавления оксидного слоя составляет +5000C.
Во время сварки соединяемые детали начинают плавиться под внешним слоем. Поэтому сварщик должен устранить негативное влияние оксидного слоя. Принцип всех методов заключается в удалении оксидного слоя и улучшении адгезионных свойств.
Методы удаления оксидного слоя:
- механический — использование абразивных инструментов для зачистки;
- химический — применение флюсов со специальными составами;
- электрохимический — основан на процессах электролиза.
Оба метода выполняются только в бескислородной среде.
Заклепка
Если у вас нет клея, но дома есть много инструментов для обработки металла, вы можете сделать заклепку. Вам понадобятся
- хороший молоток (он должен плотно сидеть на рукоятке);
- слесарная ножовка;
- зубило;
- плоскогубцы;
- тиски;
- кусачки;
- наковальня;
- металлическая плита;
- толстая проволока – медная или алюминиевая.
Процесс ремонта горшка:
- Отрежьте кусок проволоки 10-12 см.
- Зажмите его в тиски.
- Легкими ударами молотка расплющите один конец, чтобы получилась шляпка – она должна быть больше дырки.
- Свободный конец проволоки вставьте в дырку, чтобы шляпка ее закрыла.
- Обрежьте свободный конец.
- Расплющите его, чтобы со второй стороны тоже была шляпка, перекрывающая дыру.
