Lutowanie aluminium na zimno. Jak lutować aluminium lutem miękkim. Lutowanie kalafonią

Panuje powszechne przekonanie, że nie da się lutować ani cynować aluminium (a także stopów na nim opartych) bez specjalnego sprzętu do tego.

Jako argument podaje się dwa czynniki:

1. w kontakcie z powietrzem na powierzchni części aluminiowej tworzy się odporna chemicznie i ogniotrwała warstwa tlenku (AL 2 O 3), w wyniku czego powstaje przeszkoda dla procesu cynowania;
2. proces lutowania znacznie komplikuje fakt, że aluminium topi się w temperaturze 660°C (dla stopów zakres ten wynosi od 500 do 640°C). Ponadto metal traci swoją wytrzymałość, gdy podczas procesu nagrzewania jego temperatura wzrasta do 300 ° C (dla stopów do 250 ° C), co może powodować naruszenie stabilności konstrukcji aluminiowych.

Biorąc pod uwagę powyższe czynniki, lutowanie aluminium konwencjonalnymi środkami jest naprawdę niemożliwe. Zastosowanie silnych topników w połączeniu ze specjalnymi lutami pomoże rozwiązać problem. Rozważmy szczegółowo te materiały.

Lutować

Powszechnie stosowanymi podstawami lutowniczymi są cyna (Sn), ołów (Pb), kadm (Cd), bizmut (Bi) i cynk (Zn). Problem w tym, że aluminium praktycznie nie rozpuszcza się w tych metalach (z wyjątkiem cynku), co powoduje, że połączenie jest zawodne.

Stosując wysoce aktywny topnik i odpowiednio pielęgnując złącza, można zastosować lut cynowo-ołowiowy, jednak lepiej odmówić takiego rozwiązania. Ponadto złącze lutowane na bazie układu Sn-Pb charakteryzuje się niską odpornością na korozję. Nałożenie powłoki farbowo-lakierniczej na miejsce lutowania pozwala pozbyć się tej wady.

Do lutowania części aluminiowych pożądane jest stosowanie lutu na bazie krzemu, miedzi, aluminium, srebra lub cynku. Na przykład 34A, który składa się z aluminium (66%), miedzi (28%) i krzemu (6%) lub bardziej powszechny DSP-40 (Sn - 60%, Zn - 40%).

Należy pamiętać, że im większy procent cynku w składzie lutu, tym mocniejsze będzie połączenie i tym większa będzie jego odporność na korozję.

Lut wysokotemperaturowy jest uważany za lut składający się z metali takich jak miedź, krzem i aluminium. Na przykład wspomniany wyżej krajowy lut 34A lub jego zagraniczny odpowiednik „Aluminium-13”, który zawiera 87% aluminium i 13% krzemu, co umożliwia lutowanie w temperaturach od 590 do 600 ° C.

Strumień

Wybierając topnik należy wziąć pod uwagę, że nie wszystkie mogą być aktywne wobec aluminium. Do tych celów możemy polecić produkty krajowego producenta - F-59A, F-61A, F-64, składają się one z fluoroboranów amonu z dodatkiem trietanoloaminy. Z reguły na fiolce znajduje się znak - „do aluminium” lub „do lutowania aluminium”.

Do lutowania w wysokiej temperaturze należy zakupić topnik produkowany pod marką 34A. Składa się z chlorku potasu (50%), chlorku litu (32%), fluorku sodu (10%) i chlorku cynku (8%). Taka kompozycja jest najbardziej optymalna, jeśli wykonuje się lutowanie w wysokiej temperaturze.

Przygotowanie powierzchni

Zanim zaczniesz cynować, musisz wykonać następujące kroki:

• odtłuścić powierzchnię acetonem, benzyną lub innym rozpuszczalnikiem;
• usuń warstwę tlenku z miejsca lutowania. Do czyszczenia używa się papieru ściernego, tarczy ściernej lub szczotki z włosiem z drutu stalowego. Alternatywnie można zastosować trawienie, jednak zabieg ten nie jest tak powszechny ze względu na swoją specyfikę.

Należy pamiętać, że całkowite usunięcie warstwy tlenku nie będzie możliwe, ponieważ w oczyszczonym miejscu natychmiast pojawia się nowa formacja. Dlatego odpędzanie przeprowadza się nie w celu całkowitego usunięcia folii, ale w celu zmniejszenia jej grubości, aby uprościć zadanie topnika.

Ogrzewanie punktu lutowniczego

Do lutowania małych części można używać lutownicy o mocy co najmniej 100W. Masywne obiekty będą wymagały mocniejszego narzędzia grzewczego.

Najlepszą opcją do ogrzewania jest użycie palnika gazowego lub lampy lutowniczej.

Używając palnika jako narzędzia grzewczego, należy wziąć pod uwagę następujące niuanse:

• nie przegrzewaj metalu nieszlachetnego, ponieważ może się stopić. Dlatego podczas procesu należy regularnie monitorować temperaturę. Można to zrobić dotykając rozgrzanego elementu lutem. Topienie lutu poinformuje Cię, że została osiągnięta wymagana temperatura;
• tlenu nie należy stosować do wzbogacania mieszaniny gazów, gdyż przyczynia się on do silnego utleniania powierzchni metalu.

Instrukcja lutowania

Proces lutowania części aluminiowych nie ma swoich charakterystycznych cech, odbywa się w taki sam sposób, jak w przypadku stali lub miedzi.

Algorytm działań jest następujący:

• miejsce lutowania jest odtłuszczone i oczyszczone;
• części są zamocowane w żądanej pozycji;
• skrzyżowanie nagrzewa się;
• dotknij pręta lutowniczego (zawierającego aktywny topnik) do złącza. Jeśli stosuje się lut bez topnika, wówczas stosuje się topnik w celu zniszczenia warstwy tlenkowej, po czym w miejscu lutowania wciera się twardy kawałek lutu.

Do rozbicia warstwy tlenku glinu używana jest również szczotka z włosia z drutu stalowego. Za pomocą tego prostego narzędzia roztopiony lut wciera się w aluminiową powierzchnię.

Lutowanie aluminium - pełna instrukcja wideo
https://www.youtube.com/watch?v=ESFInizLE9U

Co zrobić, jeśli nie mamy dostępu do niezbędnych materiałów?

Jeżeli nie jest możliwe przygotowanie wszystkich materiałów potrzebnych do lutowania, można zastosować metodę alternatywną, w której wykorzystuje się lut cynowy lub cynowo-ołowiowy. Jeśli chodzi o topnik, zastępuje go kalafonia. Aby nie utworzyć nowej warstwy tlenku glinu w miejscu starej, stripping przeprowadza się pod warstwą stopionej kalafonii.

Lutownica oprócz swojego bezpośredniego przeznaczenia będzie służyć jako narzędzie niszczące warstwę tlenkową. Aby to zrobić, na żądło nakłada się specjalny skrobak. Efektywność procesu można zwiększyć dodając do kalafonii opiłki metalu.

Proces jest następujący:

• za pomocą rozgrzanej lutownicy cynowanej kalafonia topi się w miejscu lutowania;
• kiedy kalafonia całkowicie pokryje powierzchnię, zaczynają ją pocierać grotem lutownicy. W rezultacie opiłki metalu i użądlenie niszczą warstwę tlenku glinu. Ponieważ warstwa stopionej kalafonii nie pozwala na przedostanie się powietrza do powierzchni aluminium, nie tworzy się na niej warstwa tlenku. W miarę rozpadu folii nastąpi cynowanie części;
• po zakończeniu procesu cynowania części są łączone i podgrzewane do osiągnięcia temperatury topnienia lutu.

Należy ostrzec, że proces lutowania aluminium bez specjalnych materiałów jest procesem dość kłopotliwym i nie dającym gwarancji jego pomyślnego zakończenia. Dlatego lepiej nie marnować czasu i energii na taką pracę, zwłaszcza że jakość i niezawodność takiego połączenia będzie wątpliwa.

O wiele łatwiej jest kupić aktywny topnik i lut wysokotemperaturowy, dzięki któremu lutowanie aluminium nawet w domu nie sprawi trudności.

Zwykle lutowanie aluminium odbywa się w ramach warsztatów przemysłowych. W domu procedura ta jest dość problematyczna w wykonaniu, ponieważ po usunięciu na powierzchni metalu niemal natychmiast pojawia się warstwa tlenku, co komplikuje proces. Jednak nie denerwuj się, w końcu istnieje kilka sposobów lutowania aluminium własnymi rękami, gdy warstwa tlenku pokrywająca część zostaje zniszczona natychmiast podczas lutowania.

Charakterystyka aluminium jako metalu

Aluminium charakteryzuje się wysokimi wskaźnikami przewodności elektrycznej i cieplnej, odpornością na korozję i mróz, a także ciągliwością. Temperatura topnienia tego metalu wynosi około 660 stopni Celsjusza.

W zależności od stopnia oczyszczenia aluminium pierwotne może mieć wysoką lub techniczną czystość. Aluminium techniczne otrzymuje się poprzez elektrolizę stopionego kriolitu i tlenku glinu. Inny rodzaj aluminium o wysokiej czystości powstaje po dodatkowym oczyszczeniu aluminium technicznego. Główna różnica pomiędzy wysoko oczyszczonym a technicznym aluminium związana jest z różnicą w odporności korozyjnej metalu na określone media. Naturalnie, im wyższy stopień oczyszczenia aluminium, tym aluminium droższe.

Ważną właściwością aluminium jest jego wysoka przewodność elektryczna, pod tym względem jest gorsza tylko od srebra, złota i miedzi. Połączenie wysokiej przewodności elektrycznej i niskiej gęstości sprawia, że ​​aluminium jest poważnym konkurentem miedzi w dziedzinie produkcji kabli i przewodów. Długotrwałe wyżarzanie aluminium w temperaturze 350 stopni poprawia przewodność metalu, a hartowanie ją pogarsza. Przewodność elektryczna aluminium osiąga 60-65% przewodności miedzi i wzrasta wraz ze spadkiem zawartości zanieczyszczeń.

Pod względem przewodności cieplnej aluminium ustępuje jedynie miedzi i srebru, trzykrotnie przewyższając przewodność cieplną stali miękkiej, co można zobaczyć na filmie o lutowaniu aluminium. Odbicie metalu zależy od jego czystości. Współczynnik odbicia dla folii zawierającej 99,5% aluminium wynosi 84%.

Aluminium samo w sobie jest metalem reaktywnym. Jednak w powietrzu metal pokryty jest cienką warstwą tlenku glinu - około mikrona. Posiadając obojętność chemiczną i wysoką wytrzymałość, chroni materiał przed utlenianiem i warunkuje wysoki poziom jego właściwości antykorozyjnych w wielu środowiskach. Warstwa tlenku aluminium o wysokiej czystości jest ciągła, nieporowata i ma silną przyczepność do samego metalu.

Dlatego aluminium o wysokiej czystości jest bardzo odporne na kwasy nieorganiczne, zasady, wodę morską i powietrze. Przyczepność aluminium do warstwy tlenkowej w miejscu występowania zanieczyszczeń ulega wyraźnemu pogorszeniu, a miejsca te są podatne na korozję. Na przykład w odniesieniu do niezagęszczonego kwasu solnego odporność aluminium technicznego i rafinowanego różni się 10-krotnie.

Zastosowanie aluminium i jego stopów

Aluminium jest szeroko stosowane jako materiał konstrukcyjny ze względu na swoje główne zalety - lekkość, podatność na tłoczenie, odporność na korozję, wysoką przewodność cieplną, nietoksyczność jego związków. W szczególności te cechy sprawiły, że aluminium stało się popularne w produkcji folii aluminiowej, naczyń kuchennych i opakowań w przemyśle spożywczym.

Jednak metal, ze względu na swoją niską wytrzymałość, jest stosowany wyłącznie do nieobciążonych elementów konstrukcyjnych w przypadkach, gdy na pierwszy plan wysuwa się przewodność elektryczna lub cieplna, plastyczność i odporność na korozję. Taką wadę jak niska wytrzymałość rekompensuje stopowanie aluminium z niewielką ilością magnezu i miedzi. Stop nazywa się duraluminium.

Przewodność elektryczną aluminium można porównać z miedzią, ale aluminium jest tańsze. Dlatego materiał ten jest szeroko stosowany w elektrotechnice do produkcji drutów, ich ekranowania oraz do produkcji przewodników w chipach w mikroelektronice. Wprowadzenie stopów aluminium w budownictwie zmniejsza zużycie metalu, zwiększa niezawodność i trwałość konstrukcji podczas pracy w ekstremalnych warunkach.

Na obecnym etapie ewolucji lotnictwa głównymi materiałami konstrukcyjnymi są stopy aluminium. Najnowszym wynalazkiem jest pianka aluminiowa, zwana także „pianka metaliczną”, która ma przed sobą wspaniałą przyszłość. Jednak aluminium jako materiał elektryczny ma jedną nieprzyjemną właściwość - trudność w lutowaniu aluminium ze względu na mocną warstwę tlenku.

Cechy lutowania aluminium

Problemy związane z lutowaniem aluminium można wytłumaczyć faktem, że powierzchnia tego materiału pokryta jest cienką, bardzo mocną i elastyczną warstwą tlenku. Na podstawie codziennej znajomości przedmiotów wykonanych z aluminium lub jego stopów wiele osób ma błędne przekonanie, że podobnie jak metale szlachetne, aluminium nie jest podatne na utlenianie w atmosferze. Warstwa tlenkowa, podobnie jak większość innych tlenków, jest obojętna i słabo zwilżana przez roztopiony metal, dlatego warstwę tę należy najpierw usunąć podczas lutowania.

Usuwanie warstwy tlenku

Tlenku nie można usunąć metodami mechanicznymi, ponieważ w przypadku kontaktu powierzchni aluminium z wodą lub powietrzem, ponownie natychmiast pokrywa się ona warstwą tlenku. Topniki z reguły nie rozpuszczają tlenku. Dlatego lutowanie aluminium i wyrobów z niego wykonanych jest uważane za dość trudne zadanie, a technologia lutowania aluminium różni się pod wieloma względami od technologii lutowania innych metali.

Do mechanicznego oczyszczenia powierzchni z tlenków zaleca się oczyszczenie metalu pod filmem olejowym, jednak w tym przypadku olej musi być całkowicie odwodniony, dlatego zaleca się wygrzanie go przez pewien czas w temperaturze około 150-200 stopni. Najlepiej stosować oleje mineralne lub odkurzacz VM-4, VM-1.

Proponowana jest także metoda czyszczenia powierzchni za pomocą gruboziarnistych opiłków żelaza, które za pomocą grota lutownicy wciera się w powierzchnię metalu pod warstwą kalafonii lub oleju wraz z lutowiem. W tym przypadku trociny pełnią rolę ścierniwa, podczas gdy odbywa się proces cynowania. Bardziej niezawodne lutowanie aluminium można uzyskać poprzez cynowanie metalu na podwarstwie miedzi, która jest osadzana elektrolitycznie na powierzchni materiału.

W tym samym celu można zastosować podwarstwę cynkową, którą nakładamy analogicznie jak w przepisie na chromowanie aluminium. Powłokę tlenkową można skuteczniej usunąć za pomocą specjalnych aktywnych topników. Dobrze jest połączyć zabieg mechanicznej obróbki powierzchni z użyciem aktywnych topników.

Lutowanie kalafonią

Aby przylutować dwa druty aluminiowe, należy je najpierw ocynować. Aby to zrobić, koniec drutu pokryj kalafonią, połóż go na papierze ściernym o średnim ziarnie i dociśnij gorącą lutownicą ocynowaną do papieru ściernego. Również do lutowania można użyć znanego nam roztworu kalafonii w eterze dietylowym. Jednocześnie lutownica nie jest usuwana z drutu, a na ocynowany koniec dodaje się kalafonię.

Drut jest doskonale ocynowany, ale wszystkie manipulacje należy powtórzyć kilka razy. Potem lutowanie aluminium w domu przebiega jak zwykle. Dobry efekt można też uzyskać stosując zamiast kalafonii olej mineralny do maszyn do szycia i mechanizmów precyzyjnych lub olej alkaliczny, który przeznaczony jest do czyszczenia po oddaniu strzału z broni.

Lutuj aluminium dobrze nagrzaną lutownicą. Aby połączyć cienkie aluminium, konieczne jest, aby lutownica miała moc 50 W, w przypadku metalu o grubości około 1 milimetra lub większej pożądana jest moc około 90 W. Podczas lutowania materiału o grubości większej niż 2 milimetry miejsce lutowania należy najpierw podgrzać lutownicą.

Technika elektrochemiczna

Drugi sposób lutowania aluminium polega na tym, że przed lutowaniem bezpośrednim powierzchnię (płytę lub drut) należy najpierw pokryć miedzią, stosując najprostszą instalację galwaniczną. Można to jednak zrobić łatwiej. Oczyść miejsce lutowania papierem ściernym i delikatnie nałóż na nie kilka kropli nasyconego siarczanu miedzi.

Następnie podłącz biegun ujemny źródła prądu (prostownik, akumulator, akumulator latarki) do części aluminiowej, a do bieguna dodatniego podłącz kawałek drutu miedzianego bez izolacji o grubości 1-1,2 mm, który znajduje się w specjalnym urządzeniu .

Drut miedziany musi znajdować się we włosiu szczoteczki do zębów w taki sposób, aby nie dotykał powierzchni podczas tarcia włosia - procedura miedziowania części. Po pewnym czasie na powierzchni części aluminiowej w wyniku elektrolizy odłoży się warstwa czerwonej miedzi, która po umyciu i wysuszeniu jest cynowana w tradycyjny sposób za pomocą lutownicy.

Alternatywnie, podczas lutowania aluminium własnymi rękami zamiast roztworu witriolu można użyć kwasu akumulatorowego solnego: należy wrzucić niewielką ilość substancji w miejsce lutowania, a następnie przejechać miedzianym napędem wzdłuż pola stykowego. Wytrącanie miedzi nastąpi szybciej niż w pierwszej opcji, ale z kwasem należy obchodzić się ostrożnie.

Aby kwas nie spowodował korozji dodatkowej powierzchni, należy ją wypełnić parafiną lub zakleić taśmą klejącą, odsłaniając żądaną powierzchnię. Miejsce lutowania należy dokładnie umyć wodą. W ten sposób możliwe jest niezawodne lutowanie aluminium i miedzi, a podkładki będą miały zgrabny kształt.

Lutowanie aluminium za pomocą lutów

Podczas lutowania aluminium za pomocą lutu głównym zadaniem jest wstępne pokrycie powierzchni metalu warstwą lutowia i części lutowniczych cynowanych lutem. Części z ocynowanego aluminium można lutować nie tylko między sobą, ale także z częściami wykonanymi z innych stopów i metali.

Można lutować aluminium za pomocą niskotopliwych lutów na bazie cynku, cyny lub kadmu oraz lutów ogniotrwałych na bazie aluminium. Luty niskotopliwe są uważane za wygodne, ponieważ umożliwiają proces lutowania aluminium z cyną w niskich temperaturach (150-400 stopni), a tym samym pozwalają uniknąć znaczącej zmiany pierwotnych właściwości aluminium.

Związki aluminium lutowane niskotopliwymi lutami, zwłaszcza stopami kadmu i cyny, tworzą niestabilną parę z pozycji korozyjnej i są słabo odporne na uszkodzenia korozyjne. Najbardziej niezawodne są bardziej ogniotrwałe luty na bazie aluminium, które zawierają miedź, cynk i krzem.

Najprostszym z nich jest stop aluminium i krzemu (11,7%). Jeszcze bardziej niezawodny wynik daje niskotopliwy stop aluminium z zawartością 28% Cu i 6% Si. Lutowanie odbywa się za pomocą zwykłej lutownicy, której grot podgrzewa się do temperatury 350 stopni Celsjusza za pomocą topnika będącego mieszaniną jodku litu i kwasu oleinowego.

Lutowanie stopów aluminium

Używając lutowia 34A i topnika 34A, można lutować nie tylko samo aluminium, ale także niektóre stopy aluminium. Lutowanie jest najłatwiejsze w przypadku stopów AMts i Avial, trudniejsze w przypadku duraluminium, B95, AK4 i stopów odlewniczych, które mają niższą temperaturę topnienia. Lutowanie stopu B95 i duraluminium za pomocą lutu 34A jest możliwe tylko przy produkcji małych wyrobów i należy zachować szczególną ostrożność, aby uniknąć przepalenia lub powstania stopionego metalu podczas procesu lutowania.

Stop B95 i duraluminium na skutek dużego nagrzewania podczas lutowania przechodzą w stan wyżarzony, przy czym obserwuje się straty co najmniej 30% wytrzymałości materiału w obszarze lutowania, a jego wytrzymałość w przypadku wypalenia materiału spada o ok. więcej niż połowa.

Podczas nagrzewania należy również wziąć pod uwagę ryzyko wypaczenia metalu, dlatego nie zalecamy lutowania obciążonych i wielkogabarytowych części wykonanych ze stopu B95 i duraluminium za pomocą palnika. Bezpieczniejsze i wygodniejsze jest także lutowanie małych produktów duraluminiowych w piekarniku niż za pomocą palnika, gdzie można dokładniej ustawić temperaturę lutowania, a tym samym uniknąć wypaczenia i przepalenia części.

Aby usunąć trwały tlenek Al2O3, zwykle stosuje się szczególnie aktywne topniki. Topniki na bazie aluminium, znane pod indeksami NITI-18 i 34A, znalazły najszersze zastosowanie w lutowaniu aluminium. Stosując topnik 34A warto pamiętać, że może on spowodować silną korozję metalu, dlatego pozostałości topnika po lutowaniu należy usunąć.

W tym celu produkt lutowany należy poddać specjalnej obróbce:

1. Płukać pędzlami w gorącej wodzie (temperatura 70-80 stopni) przez 15-20 minut;
2. Płukać pod zimną bieżącą wodą przez kolejne 20-30 minut;
3. Traktować roztworem bezwodnika chromowego;
4. Opłucz w zimnej wodzie;
5. Suszyć w temperaturze około 80-120 stopni Celsjusza przez 20 minut – pół godziny.

Zatem, aby lutować ten metal, należy zaopatrzyć się w specjalny sprzęt do lutowania aluminium i wybrać jedną z metod lutowania: lutowanie z mechanicznym niszczeniem tlenku lub z chemicznym niszczeniem folii.

Lutowanie aluminium w domu można uznać za trudne zadanie. Ale przy właściwym podejściu i przestrzeganiu odpowiedniej technologii całkiem możliwe jest wykonanie tego nawet dla niedoświadczonego mistrza.

Problemy często pojawiają się w przypadku użycia niewłaściwego topnika, na przykład podczas lutowania stali lub miedzi. Bardzo ważne jest użycie specjalnego środka do lutowania aluminium, a także odpowiedniego lutu. W przypadku ich zastosowania lutowanie aluminium nie sprawi szczególnych trudności.

Cechy lutowania aluminium

Lutowaniu aluminium w domu mogą towarzyszyć pewne trudności, które są związane ze specjalnymi właściwościami tego metalu. W szczególności z faktem, że powierzchnia części aluminiowych pokryta jest warstwą tlenku. Zakłóca proces wykonywania połączeń ze względu na wysoką temperaturę topnienia, która przewyższa właściwości czystego aluminium. Ponadto powłoka tlenkowa jest odporna na agresywne środowisko i aktywne chemikalia. Z tego powodu folia uniemożliwia połączenie części aluminiowych z lutem.

Aby uniknąć takich trudności, warto oczyścić powierzchnię produktów z folii, co można zrobić za pomocą materiałów ściernych lub za pomocą topnika. Topnik składa się z silnych substancji, które mogą zniszczyć tlenek.

Temperatura topnienia aluminium w przeciwieństwie do tlenku jest znacznie niższa, około 660 stopni, co często powoduje komplikacje. Po przegrzaniu aluminium może znacznie stracić wytrzymałość, odkształcić się lub stać się całkowicie bezużytecznym.

Należy unikać lutów zawierających takie składniki. Słabo łączą się z aluminium, co powoduje niską jakość połączenia.

Cynk najlepiej oddziałuje z aluminium, które ma dobrą rozpuszczalność.

Metody lutowania w domu

Metod lutowania jest kilka, najpopularniejsze to lutowanie i lutowanie aluminium palnikiem gazowym. Istnieją trzy sposoby lutowania części:

1. Lutowanie kalafoniowe służy do łączenia małych części aluminiowych, przewodów i kabli. Aby to zrobić, oczyść miejsce pracy i przykryj kalafonią. Następnie dociśnij kilkakrotnie rozgrzaną lutownicą. Do tych celów należy użyć roztworu kalafonii w eterze dietylowym.

Lutowanie odbywa się bez wychodzenia ze stanowiska pracy, a następnie następuje dodanie kalafonii. Zalecane jest użycie lutownicy o mocy 50W. Jeśli grubość części i drutu przekracza 1 mm, moc należy zwiększyć do 100 W i lepiej wcześniej ogrzać grubsze przedmioty.

Metoda ta jest najczęściej stosowana w pracach elektrycznych i lutowaniu części samochodowych. Części należy ocynować przed zakończeniem pracy. Umożliwia to łączenie części z innymi stopami i metalami. W tym przypadku aluminium lutuje się cyną lub lutem zawierającym cynk i kadm. Pozwala to na wykonywanie połączeń w temperaturze 400 stopni, co nie wpływa na właściwości fizyczne aluminium.

1. Lutowanie jest niezbędne przy stosowaniu prawie wszystkich metod lutowania, czy to przy użyciu lutownicy, czy palnika.
2. Metoda elektrochemiczna polega na utworzeniu powłoki galwanicznej, która odbywa się za pomocą specjalnej instalacji lub ręcznie. Aby to zrobić, nałóż roztwór siarczanu miedzi na czyszczoną powierzchnię. Po tej procedurze na części wpływa ujemny biegun elektryczny.

Materiały i narzędzia

Aby wykonać lutowanie aluminium, należy dysponować różnorodnymi materiałami i narzędziami, w tym narzędziami grzewczymi, lutami i topnikami.

Najczęściej jako narzędzie grzewcze używana jest lutownica elektryczna. Można go uznać za wszechstronne narzędzie, które jest łatwe w użyciu w domu. Można go jednak używać wyłącznie do naprawy małych przedmiotów, zwykle rurek, przewodów i kabli o małej średnicy oraz małych urządzeń elektrycznych. Można go stosować w domu, w wentylowanym pomieszczeniu, gdyż nie wymaga specjalnych warunków i dużej przestrzeni.

Duże elementy należy lutować przy użyciu palnika gazowego zasilanego argonem, propanem lub butanem. W domu możesz także użyć palnika.

Podczas stosowania palników należy ściśle kontrolować dopływ płomienia, który musi charakteryzować się utrzymaniem równowagi gazu i tlenu. Podczas pracy płomień powinien być jasnoniebieski. Wszelkie zmiany koloru mogą wskazywać na nadmiar tlenu.

Luty do lutowania aluminium

Lutowanie aluminium lutem jest bardzo trudnym zadaniem. Dlatego wybór lutu jest ważny dla stworzenia wysokiej jakości szwu i mocnego połączenia. Korzystając z konwencjonalnej lutownicy, należy wybrać lut z metalu o niskiej temperaturze topnienia. Najpopularniejsze stopy to:

• cynk-cyna;
• bizmut-cyna;
• miedź-cyna.

Tego typu radia bardzo często nazywane są radioamatorami. Mają niską temperaturę topnienia, co jest bardzo ważne dla utrzymania aluminium w pierwotnym stanie bez zmiany struktury i właściwości fizycznych. Koszt takich lutów jest niski, więc ich zakup staje się przystępny dla rzemieślników domowych.

Ale ich zastosowanie ma wiele wad i ograniczony zakres. Zatem połączenie obiektów za pomocą takiego lutu nie różni się wysoką wytrzymałością i niezawodnością. Dlatego stosuje się je niemal wyłącznie do naprawy sprzętu elektrycznego, w tym do łączenia przewodów i kabli.

Podczas naprawy dużych obiektów aluminiowych za pomocą takich lutów połączenie szybko straci siłę i zapadnie się. W takich przypadkach lepiej jest użyć lutu ogniotrwałego, który zawiera cynk i cynę.

Aby jednak stworzyć mocne połączenia, należy zastosować luty ogniotrwałe zawierające aluminium, miedź i krzem. Dzięki obecności aluminium w składzie lut dobrze rozpuszcza się w strukturze naprawianego przedmiotu.

Nie można używać takiego lutu podczas pracy z lutownicą, ponieważ ich temperatura topnienia wynosi około 600 stopni. Dlatego, aby z nimi pracować, musisz mieć palnik gazowy.

Należy zauważyć, że podczas lutowania za pomocą palnika gazowego metal przedmiotu obrabianego nie topi się, topi się tylko lut.

Podczas lutowania aluminium należy używać specjalnych topników, ponieważ nie każdy topnik jest aktywny w stosunku do aluminium. Za najbardziej odpowiednie uważa się substancje na bazie fluoroboratora amonowego i trietanoloaminy. Większość topników specjalnych oznaczona jest specjalnym oznaczeniem, które wskazuje na ich zastosowanie w lutowaniu aluminium.

Jeśli konieczna jest praca w wysokich temperaturach, należy zwrócić uwagę na mieszaniny zawierające chlorek potasu, który stanowi połowę; chlorek potasu; fluoryt sodu i chlorek cynku. Taka kompozycja pozwala stworzyć najbardziej optymalne warunki do pracy w wysokich temperaturach.

Instrukcja krok po kroku

Technologia lutowania zależy od sposobu wykonania pracy. Ale etap przygotowawczy jest prawie identyczny we wszystkich przypadkach. Pracę należy rozpocząć od następujących operacji:

• odtłuszczanie powierzchni przedmiotu obrabianego rozpuszczalnikiem, na przykład benzyną lub acetonem;
• oczyszczenie warstwy tlenkowej, które można wykonać za pomocą szczotki drucianej, papieru ściernego lub innego materiału ściernego.

Następnie należy rozgrzać miejsce lutowania. W zależności od wielkości przedmiotu można to zrobić za pomocą lutownicy lub palnika. W takim przypadku należy przestrzegać kilku zaleceń:

1. Nie zaleca się przegrzewania powierzchni – może to doprowadzić do stopienia aluminium. Sterowanie nagrzewaniem można przeprowadzić za pomocą lutowia, jeśli zacznie się on topić w kontakcie z przedmiotem obrabianym, oznacza to, że temperatura nagrzewania jest optymalna i należy przerwać późniejsze nagrzewanie.
2. Nie ma potrzeby stosowania dodatkowego nasycania tlenem, co może doprowadzić do reakcji chemicznej z aluminium i powstania filmu tlenkowego.

Prace lutownicze należy wykonywać w zależności od rodzaju obiektu grzewczego. W przypadku korzystania z palnika gazowego należy na powierzchnię roboczą nałożyć lut z topnikiem, a następnie go podgrzać.

Bardzo ważne jest całkowite stopienie lutu, ale nie przegrzanie przedmiotu obrabianego. Za pomocą lutownicy jest to łatwiejsze, ale w tym przypadku trudno jest wykonać dużą ilość pracy.

Kontrolując prędkość ruchu lutu i temperaturę naświetlania, możliwe jest utworzenie szwu o pożądanej grubości i strukturze. Aby poprawić jakość pracy, zaleca się wstępne cynowanie miejsca obróbki i obróbkę środkiem antykorozyjnym.

Lutowanie drutów i części miedzianych, mosiężnych i stalowych nie jest trudne dla rzemieślników, ale jeśli masz do czynienia z powierzchniami aluminiowymi, lutowie nawet nie przykleja się do produktu, a lutowanie staje się udręką. Trudności wynikają z faktu, że na powierzchni tego metalu tworzy się cienka, ale bardzo mocna warstwa tlenku Al2O3. Możesz usunąć tę folię mechanicznie - na przykład oczyścić produkt pilnikiem igłowym, ale po kontakcie z powietrzem lub wodą metal natychmiast ponownie pokryje się folią.

Pomimo napotkanych trudności możliwe jest lutowanie wyrobów aluminiowych. Istnieje kilka sposobów lutowania aluminium.

Lutowanie stopów aluminium

Doskonałe wyniki można uzyskać stosując następujące stopy:

• dwie części cynku i osiem części cyny
• jedna część miedzi i 99 części cyny
• jedna część bizmutu i 30 części cyny

Przed lutowaniem zarówno stop, jak i sama część muszą być dobrze rozgrzane. Należy również pamiętać, że przy tej metodzie lutowania należy stosować kwas lutowniczy.

Lutowanie aluminium za pomocą specjalnych topników

Topniki standardowe nie rozpuszczają warstwy tlenku na powierzchni aluminium, dlatego należy stosować specjalne topniki aktywne.

Topnik do lutowania aluminium służy do pracy z lutami cynowo-ołowiowymi w temperaturze roboczej 250-360 stopni. Topnik taki zarówno podczas lutowania jak i cynowania dobrze usuwa warstwę tlenku, oczyszcza powierzchnię metalu i w efekcie lutowie lepiej rozprowadza się po powierzchni. Wszystko to prowadzi do powstania gęstszego i trwalszego połączenia części stopowych. Nadmiar tego topnika można łatwo usunąć za pomocą rozpuszczalników, alkoholu lub specjalnych płynów.

Inne sposoby lutowania aluminium

Istnieją niestandardowe sposoby rozwiązania tego problemu, na przykład:

• Miejsce lutowania na produkcie aluminiowym jest dokładnie czyszczone i nakładane jest kilka kropli stężonego siarczanu miedzi. Mały kawałek drutu miedzianego jest zdejmowany, składany w okrąg o średnicy równej miejscu lutowania, a wolny koniec drutu podłącza się do „plusa” wyjścia akumulatora 4,5 V. Kawałek drutu z zawiniętym okręgiem zanurza się w niewielkiej ilości niebieskiego witriolu. Minus akumulatora należy podłączyć do części, na której po chwili opadnie pewna warstwa miedzi. Po wyschnięciu niezbędne części lub druty można w zwykły sposób przyspawać do tego miejsca.
• W tym przypadku stosuje się proszek ścierny, który miesza się z niewielką ilością oleju transformatorowego, tworząc płynną pastę. Pasta ta jest nakładana na oczyszczone produkty do lutowania. Następnie dobrze posmaruj lutownicę i pocieraj te miejsca, aż na powierzchnię uwolni się warstwa cyny. Następnie części są myte, a następnie lutowane w zwykły sposób.
• Ta metoda wymaga transformatora. Jego minus jest podłączony do produktu, a duży drut miedziany, składający się z mniejszych rdzeni, jest podłączony do plusa. Jeśli ten przewód zostanie podłączony na krótki czas do miejsca lutowania, wówczas miedź i aluminium zostaną poddane mikrolutowaniu, co później umożliwi lutowanie przewodów w zwykły sposób. Aby uprościć proces, można zastosować kwas lutowniczy.

Przybory lutownicze aluminiowe (bez lutownicy)

Przybory aluminiowe cieszą się pewnym zainteresowaniem gospodyń domowych, ale czasami się psują i aby nie kupować nowego (który kosztuje dużo), można naprawić takie produkty poprzez lutowanie bez lutownicy. Poniższa metoda jest odpowiednia do uszczelniania małych otworów (o średnicy do 7 mm).

1. Konieczne jest oczyszczenie miejsca lutowania do metalicznego połysku papierem ściernym lub pilnikiem. Jeśli naczynia są emaliowane, to wokół zamykanego otworu emalię należy usunąć w promieniu 5 milimetrów. Aby to zrobić, emalię usuwa się lekkimi uderzeniami młotka z naczyń. Następnie pamiętaj o wyczyszczeniu metalu.
2. Miejsce lutowania smaruje się kwasem lutowniczym lub pokrywa kruszoną kalafonią. Od wewnątrz na otwór nakłada się kawałek blachy, po czym naczynie podgrzewa się nad ogniem kuchennego pieca. Jeśli naczynia są emaliowane, lepiej je podgrzać nad lampą alkoholową - daje to więcej punktowego ogrzewania, a zatem reszta emalii nie pęka pod wpływem wysokiej temperatury.
3. Po podgrzaniu puszka topi się i szczelnie zamyka otwór w naczyniu. W takim przypadku pomoc lutownicy nie jest potrzebna.

Aluminium jest bardzo trwałe i dobrze przewodzi ciepło i prąd. Ma niski ciężar właściwy, jest wygodny w obróbce i przyjazny dla środowiska. Jednak wszystkie te pozytywne cechy tworzą niemal nie do pokonania przeszkody w rozwiązaniu problemu lutowania aluminium w domu za pomocą lutownicy. Nie da się tego zrobić tradycyjnymi metodami, dlatego trzeba zastosować specjalne metody spawania i optymalnie dobrane materiały.

Trudności techniczne w lutowaniu wyrobów i części aluminiowych

Lutowanie konstrukcji aluminiowych i innych elementów jest zawsze dość trudne, zwłaszcza jeśli wykonują je w domu początkujący rzemieślnicy, którzy nie do końca przestudiowali proces. Zasadniczo takie lutowanie odbywa się metodami przemysłowymi na specjalnym sprzęcie. Jednak całkiem możliwe jest stworzenie najbardziej odpowiednich warunków do spawania części wykonanych z aluminium.

Aby osiągnąć ten cel, konieczne jest rozwiązanie kilku problemów technicznych:

• Największym problemem przy lutowaniu jest utlenianie w postaci filmu, który pojawia się na powierzchni w wyniku kontaktu aluminium z powietrzem. Nawet jeśli metal jest przygotowany, niemal natychmiast po tym tworzy się na nim płytka nazębna. Taka powłoka filmowa zakłóca proces łączenia i powoduje wiele problemów podczas procesu cynowania i lutowania. W tej sytuacji zwykłe typy są całkowicie nieodpowiednie, ponieważ nie gwarantują wysokiej jakości połączenia. Folię usuwa się fizycznie i mechanicznie lub za pomocą silnych środków chemicznych.
• Należy również wziąć pod uwagę wysokie temperatury, w których aluminium zaczyna się topić. Osiąga maksymalnie 600 0 C. Występuje różnica temperatur pomiędzy lutowanym metalem a jego warstwą, co powoduje trudności w procesie lutowania.
• Ze względu na reżim temperaturowy aluminium w procesie ogrzewania zaczyna zauważalnie tracić swoją wytrzymałość. Ten moment następuje już wtedy, gdy spawany materiał zostaje podgrzany do temperatury 250-300 stopni. Niektóre stopy aluminium zawierają składniki, których temperatura topnienia różni się od temperatury topnienia metalu nieszlachetnego.
• Słabe oddziaływanie aluminium z tradycyjnymi rodzajami lutowia, składającymi się głównie z cyny, kadmu i innych pierwiastków. Prowadzi to do niewystarczających właściwości wytrzymałościowych i niezawodności utworzonych szwów. Problem lutowania rozwiązano za pomocą specjalnych lutów zawierających cynk, który z kolei ma doskonały kontakt z aluminium i wnika w nie. Następuje spójność, sięgająca poziomu molekularnego, zapewniając niezbędną siłę połączenia.

Preparat do lutowania części aluminiowych

Dużą wagę przywiązuje się do przygotowania aluminium do nadchodzącego lutowania.

Aby to zrobić, istnieje kilka sposobów zapewnienia niezawodności połączenia:

• Obszar połączenia jest wstępnie odtłuszczany i traktowany kalafonią. Po nałożeniu substancji na powierzchnię kładzie się tutaj również płótno ścierne. Następnie należy włączyć mocną lutownicę i mocno docisnąć nią papier ścierny do powierzchni.
• Następnie powierzchnia jest pocierana i polerowana, a samo złącze jest jednocześnie poddawane cynowaniu. Na przygotowaną powierzchnię instalowana jest część aluminiowa, którą można lutować w zwykły sposób. W razie potrzeby kalafonię można zastąpić olejem stosowanym w maszynach do szycia.
• W drugim wariancie do kalafonii dodaje się wióry metalowe, po czym powstałą mieszaninę nakłada się na powierzchnię miejsca przyszłego połączenia. Grot lutownicy musi być dobrze nagrzany i ocynowany, a następnie pocierany nim po całej powierzchni roboczej lutowanych części, aż do stopienia się wiórów. Jednocześnie dodaje się tutaj lut. W tym przypadku tlenek jest usuwany mechanicznie, a lut natychmiast wydostaje się na powierzchnię i zabezpiecza ją przed ponownym pojawieniem się warstwy tlenku.
• Trzeci sposób polega na wstępnym oczyszczeniu powierzchni. W tym celu wykorzystuje się miedź, przez którą usuwana jest warstwa tlenku. Ta metoda jest jedną z najtrudniejszych, ponieważ miedziowanie powierzchni należy przeprowadzić w specjalnej kąpieli.

Dobór lutu i topnika do aluminium

Do spawania drutów, elementów i części aluminiowych można stosować luty na bazie cyny i ołowiu, pod warunkiem ich dokładnego oczyszczenia. Lutowanie takie należy wykonywać przy użyciu specjalnych roztworów topników zawierających substancje silnie aktywne. Jednak takie związki mają niewystarczającą wytrzymałość ze względu na słabą interakcję wyrobów aluminiowych z cyną i ołowiem oraz tendencję do powstawania korozji. Dlatego stosuje się specjalne kompozycje w postaci powłoki antykorozyjnej powierzchni wykonanych z tego metalu.

Kompozycje te obejmują luty zawierające miedź, cynk, aluminium i krzem. Produkowane są zarówno w kraju jak i za granicą. Wśród marek krajowych najczęściej stosowany jest TsOP-40, którego zawartość wynosi 40% cynku i 60% cyny, a także związek 34A z aluminium (66%), miedzią (28%) i krzemem (6%). Zawartość cynku wpływa nie tylko na wytrzymałość styków aluminiowych, ale także na ich odporność na korozję.

Ze wszystkich znanych lutów minimalna temperatura, w której zaczynają się topić, to kompozycje na bazie cyny i ołowiu. Najwyższą temperaturę topnienia mają związki o strukturze aluminiowo-krzemowej, a także z aluminium, miedzią i krzemem. Podobne rodzaje lutów w pierwszym przypadku topią się, gdy temperatura osiągnie 590-600 stopni, a w drugim - w 530-550 stopni. Dobiera się je do każdego konkretnego przypadku, gdy łączone są części o dużych wymiarach, dobrym odprowadzaniu ciepła lub ogniotrwałych złączach aluminiowych.

Z procesami technologicznymi nierozerwalnie związane są specjalne rodzaje topników stosowane w celu lepszego współdziałania wszystkich elementów spawalniczych.

Wybór najbardziej odpowiedniego materiału uważany jest za przedsięwzięcie dość trudne. Jest to szczególnie ważne, gdy w procesie pracy używany jest lut cynowo-ołowiowy. Struktura takich topników zawiera elementy, które tworzą jego zwiększoną aktywność podczas interakcji z aluminium. Wśród nich można wymienić trietanoloaminę, fluoroboran amonu, fluoroboran cynku i inne podobne składniki.

Jednym z najpopularniejszych topników produkcji rosyjskiej jest F64, który jest bardzo aktywny. Jakość tego połączenia pozwala na lutowanie aluminiowych części metalowych bez usuwania ogniotrwałej powłoki tlenkowej znajdującej się na powierzchni.

Lutowanie elementów aluminiowych

Procedura i proces techniczny spawania aluminium są dokładnie takie same, jak w przypadku innych rodzajów metali nieżelaznych.

Wśród rzemieślników domowych najczęściej stosowane są dwie następujące opcje:

• Lutowanie wysokotemperaturowe stosowane do spawania elementów wielkogabarytowych. Do tej kategorii zaliczają się konstrukcje aluminiowe o grubych ściankach i zwiększonej wadze, dla których do ogrzewania wymagana jest temperatura 550-650 0 C.
• Lutowanie w niskich temperaturach 250-300 0 С, co w zupełności wystarczy do mocowania przewodów sprzętu elektronicznego i spawania drobnych przedmiotów używanych w życiu codziennym. W tym samym trybie przewody aluminiowe są podłączone do dowolnej sieci elektrycznej.

Połączenia wysokotemperaturowe wykonywane są za pomocą specjalnych elementów grzejnych. Jednym z nich jest palnik, który do działania wymaga gazu w postaci propanu lub butanu. Jeśli taki palnik nie jest dostępny, rzemieślnicy domowi używają różnego rodzaju palników. Spawanie w wysokiej temperaturze wymaga stałego monitorowania stopnia nagrzania powierzchni łączonych części. Aby to zrobić, jeden z lutów ogniotrwałych jest pobierany w niewielkiej ilości, a gdy zacznie się topić, możemy mówić o osiągnięciu pożądanej temperatury. W takim przypadku nagrzewanie części zatrzymuje się, w przeciwnym razie po prostu stopi się i zapadnie.

Lutowanie w niskiej temperaturze odbywa się za pomocą lutownicy elektrycznej o mocy 100-200 W. Moc lutownicy zależy od wielkości łączonych elementów: im większa część, tym wydajniejsza będzie lutownica, aby ją nagrzać. Przewody można łatwo połączyć za pomocą lutownicy o mocy 50W.

Niezależnie od reżimu temperaturowego połączenia wykonuje się w ten sam sposób, a wszystkie czynności wykonuje się w następującej kolejności:

• Miejsce przyszłego połączenia części lub kabli jest obrabiane mechanicznie. Aby to zrobić, stosuje się wszelkie środki czyszczące, które osłabiają powłokę utleniającą, zapewniając pełniejszą interakcję z substancją topnika.
• Złącze należy odtłuścić acetonem, benzyną, alkoholem i innymi rozpuszczalnikami organicznymi.
• Przed lutowaniem aluminium za pomocą lutownicy lub palnika w domu części są mocno zamocowane w najwygodniejszej pozycji.
• Strumień przykładany jest do przygotowanej płaszczyzny. Jeżeli substancję nanosi się w postaci płynnej, wówczas nakłada się ją pędzlem.
• Miejsce podłączenia ogrzewa się za pomocą lutownicy elektrycznej o odpowiedniej mocy lub palnika gazowego. Następnie nakłada się tu roztopiony lut i rozprowadza go równą warstwą.
• Powierzchnie metalowe są łączone i ustalane na miejscu.
• Po ostygnięciu lutu i stwardnieniu części złącze przemywa się bieżącą wodą. Pozostałości topnika są wypłukane i nie powodują dalszej korozji.