Пайка горелкой

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

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.

Припой отечественного производства – ЦОП-40

Заметим, что чем больше процентное содержание цинка в составе припоя, тем прочнее будет соединение и выше его устойчивость к коррозии.

Высокотемпературным считается припой, состоящий из таких металлов, как медь, кремний и алюминий. Например, как упомянутый выше отечественный припой 34A, или его зарубежный аналог «Aluminium-13» , в котором содержится 87% алюминия и 13% кремния, что позволяет осуществлять пайку при температуре от 590 до 600°С.

«Aluminium-13» производства компании Chemet

Флюс

При выборе флюса необходимо учитывать, что не каждый из них может быть активным к алюминию. Мы можем порекомендовать использовать в таких целях продукцию отечественного производителя – Ф-59А, Ф-61А, Ф-64, они состоят из фторборатов аммония с добавлением триэтаноламина. Как правило, на пузырьке есть пометка – «для алюминия» или «для пайки алюминия».

Флюс отечественного производства

Для высокотемпературной пайки следует приобрести флюс, выпускаемы под маркой 34А. Он состоит из хлористого калия (50%), хлорида лития (32%), фторида натрия (10%) и хлористого цинка (8%). Такой состав наиболее оптимален, если производится высокотемпературная пайка.

Рекомендуемый флюс для паки при высокой температуре

Подготовка поверхности

Прежде чем начинать лужение, необходимо выполнить следующие действия:

• обезжирить поверхность при помощи ацетона, бензина или любого другого растворителя;
• удалить оксидную пленку с места, где будет производится пайка. Для зачистки используется наждачная бумага, абразивный круг или щетка с щетиной из стальной проволоки. В качестве альтернативы можно применить травление, но эта процедура не так сильно распространена в силу своей специфичности.

Следует учитывать, что полностью оксидную пленку удалить не получится, поскольку на очищенном месте моментально появляется новое образование. Поэтому зачистка производится не с целью полного удаления пленки, а для уменьшения ее толщины, чтобы упростить флюсу задачу.

Нагрев места пайки

Для пайки небольших деталей можно воспользоваться паяльником мощностью не менее 100Вт. Массивные предметы потребуют более мощного нагревательного инструмента.

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.

Техника безопасности

Техника безопасности при пайке алюминиевых проводов сводится к соблюдению общих мер предосторожности при работе с электрическими нагревательными приборами, с открытым пламенем и с агрессивными жидкостями, примером которых могут стать флюсы.

Недопустимо использование неисправных паяльников с нарушенной изоляцией, с мощностью более необходимой.

Запрещается использование горелок вблизи легковозгораемых предметов. При работе в помещениях должна быть правильно организована принудительная вентиляция.

Сложности при спаивании проводов из алюминия

Основной сложностью при спайке проводов из алюминия, как указано выше, является наличие оксидной пленки на поверхности металла. Борьба с ней сильно замедляет процесс пайки.

А если учесть, что провода из алюминия сейчас используются в основном для прокладки наружной силовой проводки, становится очевидным, что обычным паяльником и наждачной бумагой в этом случае не обойтись. Для соединения таких проводов все чаще применяется сварка.

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

Что делать при отсутствии нужных материалов?

Когда нет возможности подготовить все необходимые для пайки материалы, можно использовать альтернативный способ, при котором применяется припой на оловянной или оловянно-свинцовой основе. Что касается флюса, то он заменяется канифолью. Чтобы не образовывалась новая пленка оксида алюминия на месте старой, зачистка производится под слоем расплавленной канифоли.

Паяльник, помимо своего прямого назначения, будет использоваться как инструмент, разрушающий оксидную пленку. Для этого на его жало надевается специальный скребок. Увеличить результативность процесса можно, добавив в канифоль металлических опилок.

Процесс производится следующим образом:

• нагретым луженым паяльником расплавляют канифоль в месте пайки;
• когда канифоль полностью покрывает поверхность, начинают тереть об нее жалом паяльника. В результате этого металлические опилки и жало разрушают пленку оксида алюминия. Поскольку слой расплавленной канифоли не позволяет проникать воздуху к алюминиевой поверхности, на ней не образовывается оксидная пленка. По мере того, как производится разрушение пленки, будет происходить лужение детали;
• когда процесс лужения завершен, детали соединяют и прогревают, пока не будет достигнута температура плавления припоя.

Необходимо предупредить, что процесс пайки алюминия без специальных материалов — довольно хлопотный процесс без гарантии успешного завершения. Поэтому лучше не тратить на такую работу свои силы и время, тем более, что качество и надежность такого соединения будут сомнительными.

Гораздо проще купить активный флюс и высокотемпературный припой, при помощи которых пайка алюминия даже в домашних условиях не вызовет затруднений.

Немного теории о пайке меди

Господствующее мнение о хорошей паяемости меди и ее сплавов верно лишь в том случае, когда речь идет о самой меди и ее сплавах с цинком, оловом, свинцом, фосфором, сурьмой, железом, никелем, марганцем. Эти металлы в самом деле имеют окислы, относительно легко удаляемые флюсами. Но медные сплавы, легированные хромом, алюминием, кремнием, титаном и некоторыми другими элементами, имеют на своей поверхности трудно растворимые флюсами оксиды. По счастью, чаще приходится иметь дело не с ними, а с технически чистой медью или теми ее сплавами, которые образуют легкоудаляемые оксиды. Так что утверждение о том, что пайка меди не доставляет особых хлопот, в большинстве случаев можно считать верным.

При пайке вообще и медных трубок в частности, используются обычно нахлесточные типы соединений. Они позволяют обеспечить достаточную прочность конструкции даже в том случае, если используются обладающие относительно малой прочностью мягкие припои. Считается, что для обеспечения удовлетворительной прочности паяного соединения, нахлест должен быть не менее 5 мм. На практике применяются обычно гораздо более высокие значения, что и обеспечивает хороший запас прочности.

Взаимное перекрытие элементов в трубопроводе обеспечивается за счет использования фитингов или операций расширения и отбортовки труб. Части труб и фитингов вставляются друг в друга. При этом между соединяемыми элементами обеспечивается как раз такой зазор (0,1-0,2 мм), который необходим для действия капиллярных сил, являющихся необходимым условием для большинства видов пайки. Под их действием расплавленный припой самопроизвольно втягивается в зазор, равномерно распределятся по всей поверхности контакта и плотно герметизирует соединение. Капиллярные силы позволяют подавать припой снизу.

Пайка медных труб

Медные трубы

Химический состав металла, идущего на производство медных труб, регламентируется в России ГОСТом 859-2001. Согласно ему во всех марках меди содержание Cu (+Ag) составляет более 99%. Допустимы небольшие примеси железа, олова, свинца, сурьмы и прочих элементов.
Медные трубы бывают отожженными (мягкими) и неотожженными (твердыми).

Первые получаются в результате отжига — нагрева до 600-700°C с постепенным охлаждением. Эта операция возвращает меди ее природную пластичность, потерянную при механической обработке (штамповке или прокатке) во время изготовления.
Отожженная труба имеет некоторые технологические преимущества перед неотожженной.

Проигрывая ей в прочности, она намного превосходит ее в пластичности. Значение ее удлинения при разрыве может достигать 40-60%. Это означает, что отожженную трубу при необходимости можно гнуть, не опасаясь разрыва. Соблюдая при этом, конечно, определенные соотношения между диаметром трубы и радиусом гибки (R=3d-8d, в зависимости от способа гибки).

Медные отожженные трубы могут избавить от разрыва водопровода при его случайном замораживании — благодаря пластической деформации металла, не позволяющей трубе разорваться. Тот, кто хоть раз сталкивался с заменой стальных «замороженных» труб, способен в полной мере оценить это достоинство.
Отожженные трубы поставляются в бухтах по 50 и 25 м, неотожженные — в виде мерных кусков (штанг) длиной 3 и 5 м.

Неотожженные и отожженные медные трубы

Особенности процесса пайки меди

Суть пайки заключается в герметичном соединении двух элементов медного трубопровода с помощью нагревания и расплавления связующего материала – припоя.

Оловянный сплав после остывания образует надежную, неразборную конструкцию, которая в дальнейшем будет использоваться для транспортировки теплоносителя, холодной воды, хладагента.

Процесс пайки медных трубок при монтаже водонагревательного оборудования. Нагревание выполняется ручной газовой горелкой, в качестве припоя – оловянная проволока

В быту обычно применяют низкотемпературную или, другими словами, мягкую пайку, при которой температура пламени от газовой горелки не превышает 450 °С. Для нее используют легкоплавкий припой, а максимальный диаметр труб – не более 110 мм.

Мягкая капиллярная пайка подходит для оборудования систем водоснабжения и отопления, но для транспортировки газа не применяется.

О навыке и умении пайки

Конечно, не обязательно обладать умением пайки, но приобрести это навык желательно. Медные трубы сейчас применяются редко для оборудования системы водопровода из-за своей дороговизны. Несмотря на это, они считаются лучшим материалом.

Медь гибкая, долговечная, легко поддается пайке. Медную систему можно бетонировать, с ней ни чего не случиться. Все затраты окупятся одним сроком службы. К тому же умение паять пригодится не только для создания водопроводной системы.

Частые ошибки при совершении пайки медных труб газовой горелкой

• Внешние недостатки на соединительных частях
• Плохая очистка труб
• Малая ширина зазора
• Плохой прогрев
• Не равномерно нанесен флюс
• Перегрев. Сгорание флюса
• Ожоги при проверке трубы
• Нарушение норм безопасности

Прежде чем начать работать, попробуйте соединить несколько мелких деталей 3-4 шт. Это значительно повысит уровень.

Самой важной и ответственной составляющей монтажа и сборки систем электроснабжения является соединение проводов в распредкоробках. Качественные и надежные контакты в местах подключения элементов электрической сети, выполненные в соответствии, как этого требуют нормы Правил устройства электроустановок (ПУЭ), являются гарантом работоспособности, долговечности, а самое важное электро и пожаробезопасности. В этой статье мы расскажем, как выполняется сварка проводов в распределительной коробке своими руками.

Важно знать

Наиболее простым и быстрым способом решения вопроса о том, как соединить провода, принято считать скрутку, но в тоже время скрученные жилы представляют очень низкую степень надежности контакта. Из-за невысокой надежности она не допустима и согласно главе 2.1. ПУЭ п. 2.1.21 приведены следующие допустимые способы соединений: винтовые или болтовые сжимы (клеммники разных видов), сверка и пайка.

Клеммники и обжимные устройства, повышают надежность монтажа, однако на несколько порядков уступают такому способу соединения, как сварка. При подготовке к электромонтажу, взвешивая все «за» и «против», однозначно стоит отбросить сомнения и отдать предпочтение этому методу.

У людей, не сведущих в вопросах электромонтажа, бытует мнение, что данный способ соединения является недопустимо продвинутым технологическим процессом, требующим высочайшей квалификации исполнителя и использования сверхсложного оборудования. На самом деле, все очень просто и доступно. Произвести сварку проводов своими руками вполне по силам человеку, обладающему простейшими навыками обращения с электросварочным аппаратом в домашних условиях.

Вопрос очень актуальный для нашего времени, начиная с тех пор, как инверторные сварочные аппараты стали доступны для массового приобретения. Инверторный сварочник очень удобен и практичен, он потребляет немного электроэнергии и может работать от сети, к тому же стоимость маломощных моделей лежит в пределах 50-100 долларов. В качестве аппарата можно использовать самодельное устройство, выполненное на базе понижающего трансформатора. Для человека, обладающего знаниями и владеющего навыками в области электротехники, вопрос, как сделать сварочный аппарат своими руками, не представляет большого труда. Электромонтажные предприятия, специализирующиеся на сварке, используют в своей работе специальные сварочные аппараты.

Что нужно подготовить

Помимо аппарата для производства сварочных работ следует подготовить и иметь в наличии все необходимое оборудование, материалы и инструмент. Свариваются провода при помощи угольных (графитовых) электродов. В качестве таких электродов можно использовать как промышленного исполнения (типа марки ЭГ) так и щетку от электродвигателя, кусок башмака от троллейбуса, графитовые сердечники из батареек типа 3336 (3R12) или современные солевые. Для изготовления проводниковой продукции используется медь и гораздо реже алюминий. Для информации, согласно последним требованиям ПУЭ, использование алюминиевых жил сечением меньше 16 мм2 запрещено.

В зависимости от того, что придется сваривать — алюминий или медь, подбирается состав флюса, предназначенного для химического растворения оксидной пленки, образующейся во время сварки. При сварке алюминиевых проводов нужно использовать флюс, медные можно варить без него, предварительно нужно зачистить проводники в обоих случаях

В процессе подготовки концов проводников и по ходу работы понадобится нож и пассатижи, электроизоляционные материалы.

Кстати, альтернативный вариант — соединение проводов пайкой. О том, как правильно спаять жилы, читайте в нашей статье!

Изготовление приспособления для быстрой пайки

Я показываю уже готовый экземпляр и на словах расскажу как его сделать. Повторить его не сложно, поэтому Вы все поймете без труда.
Шпильки в магазинах продаются примерно метровой длины, поэтому необходимо ножовкой отпилить отрезок длиной 15 см.

Далее просверлить отверстие в центре канцелярского зажима по диаметру шпильки.

Согнуть шпильку под углом 90 градусов, для этого удобно использовать тиски. И на один конец навернуть гайку, одеть зажим и зафиксировать ещё одной гайкой сверху.
На другой конец так же навинчиваем гайку, наконечник, гайку.
Одеваем приспособление на сопло газовой горелки, уже с присоединенным газовым баллоном.
Зажигаем горелку и гайками регулируем расстояние наконечника на шпильке, чтобы пламя оптимально упиралось в наконечник на небольшом расстоянии. В процессе работы это расстояние можно регулировать перемещением зажима по соплу газовой горелки.

Паяем скрутки проводов

Берем жидкий флюс. Это может быть ЛТИ-120, спирто-канифольный, или любой другой активный флюс, предназначенный для пайки цветных металлов.
Макаем скрутку в него и 1-2 секунды удерживаем для лучшего проникновения жидкости в щели между проводами.
Далее ждем разогревания наконечника и помещаем в него небольшое количество припоя типа ПОС-61. Я паял приспособлением раньше, поэтому мне нужно дождаться только разогревания.
Как припой начал растекаться, макаем в него скрутку и ждем 1-2 секунды, пока соединение прогреется и произойдет спайка.
В итоге получилось так:
Как Вы можете заметить, края оплетки проводов оплавились. И чтобы этого не происходило, необходимо скрутку удерживать плоскогубцами. Они отлично послужат теплоотводом и такой проблемы в дальнейшем не будет.
А вообще пайка получилась качественная, быстрая. Поэтому я рекомендую повторить данную конструкцию и не мучиться.
По окончанию выключите горелку, но не кладите приспособление. Необходимо поставить или удерживать всю конструкцию вертикально минут 10-15, пока припой не остынет. Иначе он может разлиться.
Так же будьте осторожны: наконечник сильно нагревается — не обожгитесь.

Особенности пайки многожильных проводов

Многожильные провода необходимо паять только с применением специального флюса, так как механическая обработка их практически невозможна. Технология пайки отличается тем, что каждый проводок нужно сначала хорошо обработать флюсом.

Для этого пучок придется раскрутить и распушить. После обработки каждый тонкий проводок жилы покрывают припоем и скручивают жгут. После этого делают скрутку двух концов и пропаивают ее.