Как спаять медную трубку с алюминиевой

Как спаять медную трубку с алюминиевой

О трудностях при пайке алюминия хорошо известно. Но следующим уровнем по сложности и трудности получения качественного и достаточно надежного соединения является пайка изделий из двух таких конфликтных и различных по своим свойствам металлов – алюминия и меди.

Этот процесс сложный, затратный, с большой вероятностью брака в работе. Но потребность в таких соединениях есть и, следовательно, такая технологическая операция становится необходимой в производственной или бытовой сфере.

Сразу предупреждение – стандартный флюс и припой, подходящий для пайки алюминия, неэффективен для такой же операции с медью. На практике приходится получать соединения из литых заготовок, листового материала, труб и проводов. Последний вариант полностью отрицается электриками, так как даже при отличном качестве пайки, надежности соединения и контакта – это место навсегда останется самым ненадежным и опасным в электропроводке из-за склонности к электрохимической коррозии. Вместо пайки лучше применять переходники и зажимы из металлов, которые не «конфликтуют» ни с алюминием, ни с медью. Но вернемся к пайке.

  • возможность осуществления сложного по технологии соединения;
  • существование нескольких способов получения соединения деталей;
  • получение работником ценного опыта при пайке технологически сложных соединений.

  • для осуществления пайки необходимо наличие дополнительных, часто узкоспециализированных и дорогостоящих, материалов;
  • специальные расходные материалы не так часто применяются – поэтому не являются распространенными и легкодоступными для их приобретения;
  • с пайкой алюминий-медь справится только опытный мастер;
  • в частном (бытовом) порядке такая пайка является трудноосуществимой;
  • иногда требуется изготовление или подборка стальных переходных муфт; при использовании таких муфт возрастает количество применяемых расходников (для каждого металла нужен свой флюс и припой).
  • оба металла имеют оксидные поверхностные пленки;
  • медь является более тугоплавкой, что часто служит причиной преждевременного прогорания легкоплавкого алюминия в процессе работы;
  • металлы имеют различные коэффициенты линейного расширения.

1. С использованием муфты

Этот способ основан на способности обоих металлов надежно и вполне качественно паяться со сталями. Именно к стальным переходным муфтам с разных сторон и припаивают стыкуемые заготовки.

2. С применением специальных припоев

Самый известный припой – Castolin192FBK – продается в виде прутка с сердечником из флюса. Это жидкоплавкий, низкотемпературный (380°С-430°С) припой с хорошими смачивающими свойствами на основе цинка и алюминия. Из-за низкой текучести он является отличным помощником для устранения больших трещин или отверстий.

3. Поверхностная пайка

Суть метода – увеличить площадь контакта соединяемых деталей с припоем, которая повысит прочность соединения на разрыв, излом, кручение. Сначала из алюминиевого края заготовки получают раструб (воронку), в который должна войти медная проволока или трубка. Края полученной воронки запаивают припоем, который, стекая, заполняет весь объем раструба. Таким образом, припой соединяет детали в единое изделие. Чем глубже воронка, тем больше поверхность соединения.

  • Условия работы определяют выбор главного инструмента – паяльника или горелки.
  • Припой. Он может быть специальным для непосредственной пайки алюминия с медью. При использовании муфт в работе понадобятся припои для каждого металла, подходящие для пайки их со сталью.
  • Флюс, подходящий для используемого конкретного вида припоя.
  • Муфта, если выбран данный вид соединения.
  • Фиксирующие положение деталей инструменты и приспособления.
  • Для поверхностной пайки – приспособление для возможности разделки раструба.
Читайте также:  Пожарные извещатели для сауны

  • Подготовительный этап, подразумевающий разделку кромок или, по необходимости, изготовление воронки-раструба.
  • Механическая обработка кромок заготовок или концов проводов и трубок с обезжириванием и удалением окислов.
  • Фиксация деталей перед пайкой.
  • Обработка места стыка флюсом.
  • Непосредственно пайка. Если для соединения выбрана муфта, то пайка производится поочередно с двух сторон. После пайки с одной стороны муфты и остывания, выполняется соединение с другой стороны и другими расходными материалами.
  • После работы дать остыть стыковому шву. Остатки флюса нужно снять после окончания работы и остывания стыка.
  • Проверить качество полностью готового изделия. При отсутствии брака считать его годным к эксплуатации.
  • Нельзя допускать нагревания открытым огнем самого припоя в месте стыка.
  • При пайке нагрев производится с разных сторон стыка с перерывами. Тепло от нагретого участка металла должно плавно перейти на сам стык.
  • Начинайте прогревать с меди.
  • Чем медленнее будет расти температура в месте пайки, тем выше вероятность получения качественного соединения.
  • Работы производить с использованием вытяжки над местом пайки или хорошей вентиляции в рабочем помещении.
  • Обязательно выполнять все требования по безопасному использованию электроприборов.
  • Не нарушать правила пожарной безопасности, используя горячий инструмент и открытый огонь при пайке.
  • Пользоваться специальными подставками для горячего инструмента.
  • Удалить из рабочей зоны все лишние предметы и вещи, особенно легковоспламеняющиеся.

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:

  1. при контакте с воздухом на поверхности алюминиевой детали образуется химически стойкая и тугоплавкая оксидная пленка (AL2O3), в результате чего создается препятствие для процесса лужения;
  2. 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

Читайте также:  Канадская изба проекты и цены под ключ

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

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.

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.youtube.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.

Читайте также:  Прихожая на ножках фото

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.

Не так давно на форуме я поднимал вопрос надежности локринговых соединений и вариантов стыковки разнородных металлов и алюминия, этот вопрос стоит довольно актуально уже многое время, так как данное соединение требует большого профессионализма и навыков от мастера. До этого обзора я применял мерлоневский припой для пайки алюминия, а стыки алюминия с медь просто не делал, брал готовые со старых холодильников, но в один прекрасный момент эти запасы кончались и начались проблемы, пробовал сделать локринговое соединения, но постоянные проблемы с муфтами и цена на клещи заставили отказаться от данной затеи, решил попробовать пропой от фирмы Castolin

Просто так соединение меди с алюминием не сделать нужен хороший флюс той же фирмы
AluTin 51

По ссылке можно ознакомится с описанием
https://www.castolin.com/ru-RU/product/alutin-51
Цена по которой мне досталась 100гр баночка 300 руб, думаю что в каждом регионе свой порядок цен
Флюс очень токсичный, так как при попадание на кожу руки вызвал зуд и раздражение, будьте внимательны и осторожны, в случае попадания, как написано в инструкции нужно промыть водой, мне конечно не особо помогло, но и сильного раздражения при небольших дозах я не получил.
Припой — стандартный пруток обычной длины

https://www.castolin.com/ru-RU/product/1827
Мне достался один пруток за 350 рублей или меня продавец не полюбил или реально такая цена, но после испытания я был очень доволен результатом
Единственная особенность не нагревать флюс открытым пламенем, он начинает чернеть и о хорошем шве сразу можно забыть

На данном видео я все сделал с одного дубля, что говорит о полной доступности пайки стыка алюминия с медью в условия выездного обслуживания

Ссылка на основную публикацию
Как собрать старый стол
Наверное, у многих есть дома старый обеденный круглый стол, который из-за своей добротности выбросить жалко и на видное место из-за...
Как снять выдвижной шкаф икеа
Скользя по направляющим, ящик закрывается мягко и бесшумно. Если вы выберете функцию плавного закрывания, рекомендуем дополнить фасады ручками, чтобы открывать...
Как снять дверцу холодильника атлант
Современные холодильники обычно выпускаются с открывающимися справа дверями. Это объясняется удобством такого расположения для большинства пользователей. При необходимости можно поискать...
Как собрать стол из дсп
Оказавшись перед выбором мебели на кухню и гостиную, многие умельцы не бегут в магазин, а решают сделать столик из ДСП...
Adblock detector