Lutowanie aluminium w domu: cechy procesu, rodzaje topników i lutów, jak lutować rurę

Aluminium i jego stopy charakteryzują się bardzo dobrymi właściwościami, takimi jak wysoka przewodność cieplna i elektryczna, łatwość obróbki, niewielka waga, bezpieczeństwo środowiskowe. Ale ten piękny metal ma jeden bardzo gruby minus, jest niezwykle trudny do lutowania. Prawidłowo dobrany topnik do lutowania aluminium pomaga rozwiązać ten poważny problem.

Właściwości aluminium

Problem lutowania aluminium wynika z jego budowy chemicznej. Sam w sobie metal ten jest bardzo aktywny chemicznie, reaguje z prawie wszystkimi substancjami chemicznymi. Prowadzi to do tego, że czyste aluminium natychmiast reaguje z tlenem w powietrzu. W efekcie na powierzchni metalu tworzy się bardzo cienka i jednocześnie niezwykle mocna warstwa tlenku: Al2O3. Zgodnie ze swoimi właściwościami aluminium i jego tlenek to dwa skrajne przeciwieństwa połączone w jedną całość. Na przykład:

• Temperatura topnienia czystego aluminium wynosi 660 stopni. Tlenek glinu, czyli korund, topi się w temperaturze 2600 stopni. Korund ogniotrwały jest stosowany w przemyśle jako materiał ogniotrwały.
• Aluminium to bardzo miękki i plastyczny metal. Korund charakteryzuje się niezwykle wysoką wytrzymałością mechaniczną, co umożliwia wykonanie z niego wszelkiego rodzaju materiałów ściernych.

Tlenek glinu zamienia konwencjonalne lutowanie w dość złożony proces. Do jego pomyślnej realizacji konieczne jest zastosowanie określonych metod oraz specjalnych lutów i topników aluminiowych.

Lutowanie metali

Znaczenie lutowania dowolnego metalu polega na tym, że specjalna substancja zwana lutem jest wprowadzana do przestrzeni między częściami, które mają być lutowane w stanie stopionym. Po zestaleniu lut niezawodnie wiąże dwie metalowe części w jedną całość.

W przypadku lutowania aluminium warstwa tlenku na jego powierzchni zapobiega łączeniu się roztopionego lutowia z metalem. Innymi słowy, przyczepność jest zerwana i dlatego lut nie może rozchodzić się po powierzchni metalu i przywierać do niego.. To sprawia, że ​​lutowanie aluminium jest praktycznie niemożliwe bez użycia specjalnych środków, które częściowo usuwają tlenek z powierzchni metalu i sprzyjają normalnej przyczepności.

Usuwanie filmu tlenkowego

Usuwanie tlenku z powierzchni aluminium jest procesem złożonym i nigdy nie prowadzi do efektu końcowego. Oznacza to, że praktycznie niemożliwe jest usunięcie warstwy tlenku, ponieważ zamiast tej właśnie usuniętej natychmiast tworzy się nowa. Tylko za pomocą określonych środków można osłabić jego działanie. Można to zrobić za pomocą dwóch różnych metod:

• Metoda chemiczna. Za pomocą specjalnych topników aluminiowych folia ulega zniszczeniu w wyniku działania aktywnych kwasów.
• Metoda mechaniczna. Użycie narzędzi ściernych niszczy integralność folii.

W praktyce obie te metody łączy się najczęściej w celu uzyskania maksymalnego możliwego efektu.

Topniki aluminiowe

Topnik służy do usuwania tlenku z powierzchni metalu, a następnie zapobiegania tworzeniu się nowej warstwy. Należy pamiętać, że podczas procesu lutowania topnik nie powinien wchodzić w interakcje z lutem i wchodzić z nim w reakcje chemiczne. Topniki mogą być w różnych stanach:

• Płyn.
• Pasta.
• Proszek.

W przypadku aluminium najczęściej stosuje się płynne topniki na bazie kwasu ortofosforowego.. Istnieją tak zwane topniki no-clean, których stosowanie nie wymaga późniejszego mycia lutowanych powierzchni pod bieżącą wodą. Jednak najczęściej skład topników aluminiowych zawiera wysoce toksyczne substancje, które są niebezpieczne i z punktu widzenia środowiska mogą silnie korodować metal w miejscu lutowania. Dlatego stosowanie topników wymaga dokładnego wypłukania miejsca lutowania pod bieżącą wodą. Przemysł produkuje więcej topników aluminiowych, wśród których można wyróżnić następujące::

• F-64. Wysoce aktywny topnik do aluminium i jego stopów. Jest uważany za najlepszy topnik dla tego metalu. O wysokiej aktywności decyduje wysoka zawartość aktywnego fluoru w jego składzie, około 40%. Po podgrzaniu fluor niszczy warstwę tlenku na powierzchni aluminium. Użycie tego topnika wymaga dokładnego wypłukania lutowanych powierzchni po zakończeniu procesu.
• F-34A. Specjalny topnik aluminiowy do lutów ogniotrwałych. Skład: chlorek potasu 50%, chlorek litu 32%, fluorek sodu 10%, chlorek cynku 8%.
• F-61A. Stosuje się go z konwencjonalnymi stopami lutowniczymi ołowiowo-cynowymi, topniejącymi w temperaturze 150-350 stopni. Składniki: fluoroboran cynku 10%, fluoroboran amonu 8%, trietanoloamina 82%. Służy do lutowania różnych metali, takich jak aluminium i miedź. Dlatego, gdy pojawia się pytanie, jak przylutować aluminium do miedzi, odpowiedzią jest ten strumień.
• NITI-18 (F-380). Nadaje się do lutów ogniotrwałych o temperaturze topnienia 390 - 620 stopni. Cechą tego topnika jest to, że dobrze rozpuszczając warstwę tlenku, praktycznie nie ma on żadnego wpływu na metal podstawowy. Po zakończeniu lutowania pozostały topnik należy natychmiast usunąć. W tym celu miejsce lutowania najpierw myje się gorącą bieżącą wodą, a następnie zimną wodą. Podsumowując, inkubowano przez 15 minut w wodnym roztworze bezwodnika fosforowego.
• A-214. Topnik ogólnego przeznaczenia o średniej aktywności, no-clean. Temperatura aplikacji 150-400 stopni. Nie zawiera w swoim składzie szkodliwych soli aniliny, fenolu ani kwasów karboksylowych, dlatego po aplikacji nie jest wymagane dokładne spłukiwanie. Pozostałości można łatwo usunąć ręcznikiem papierowym zamoczonym w alkoholu.

Mechaniczne usuwanie tlenków

Aby ułatwić rozpuszczanie filmu za pomocą topnika, jest on częściowo usuwany metodami mechanicznymi. Techniki te mogą tylko nieznacznie osłabić działanie tlenku, ponieważ zostało to empirycznie stwierdzono, że nowo utworzona folia ma nieco gorszą charakterystykę wytrzymałościową stary. Do tych celów użyj następujących urządzeń:

• Papier ścierny.
• Pilniki i tarniki.
• Szczotki z twardego metalu.

Mechaniczne usuwanie tlenku powierzchni można zoptymalizować za pomocą pyłu ceglanego. Miejsce lutowania jest wstępnie posypane drobnymi wiórkami cegieł. Następnie:

• Na wióry cegieł wylewa się dużą ilość suchej kalafonii.
• Podgrzana końcówka lutownicy topi kalafonię i równomiernie rozprowadza ją po powierzchni metalu.
• Za pomocą ocynowanej końcówki lutownicy zaczynają intensywnie pocierać miejsce lutowania. Jednocześnie wióry cegieł odrywają warstwę tlenku, a stopiona kalafonia zapobiega przenikaniu tlenu zamiast lutowania, a zatem nie tworzy się nowa warstwa tlenku.
• Rezultatem jest dobrze pocynowana powierzchnia aluminiowa.

Przesiany piasek rzeczny lub opiłki metalowe mogą być użyte jako ścierniwo z takim samym efektem.

Lutowanie aluminium

Podstawą każdego lutowania jest tzw. cynowanie lub cynowanie. W tym procesie lut jest równomiernie rozprowadzany na powierzchni metalu. Aby cynowanie przebiegło dobrze, potrzebne są dwa ważne składniki, specjalny topnik i odpowiednio dobrany lut. Zbadaliśmy już topniki, teraz kolej na luty.

Luty specjalne

Popularne luty używane do lutowania metali nieżelaznych zawierają cynę i ołów. Pytanie, jak lutować aluminium cyną, nie ma znaczenia, ponieważ takie luty nie są zalecane do aluminium, ponieważ praktycznie nie rozpuszcza się w tych metalach. Stosowane są specjalne luty, które zawierają w swoim składzie sporą ilość samego aluminium, a także krzemu, miedzi, srebra i cynku.

• 34-A. Specjalny lut ogniotrwały do ​​aluminium. Temperatura topnienia 530-550 stopni. Skład: aluminium 66%, miedź 28%, krzem 6%. zalecany do stosowania w połączeniu z odpowiednim topnikiem F-34A.
• TsOP-40. Należy do kategorii lutów cynowo-cynkowych. Skład: cynk 63%, cyna 36%. Topienie następuje w zakresie 300-320 stopni.
• HTS 2000. Specjalny lut do aluminium wyprodukowany w USA. Główne składniki: cynk 97% i miedź 3%. Temperatura topnienia 300 stopni. Zapewnia bardzo mocne połączenie, porównywalne pod względem wytrzymałości do spoiny.

Obecność w lutowiu metalu, takiego jak cynk, zapewnia mu wysoką wytrzymałość i dobrą odporność na korozję. Obecność miedzi i aluminium podnosi temperaturę topnienia i sprawia, że ​​lut jest ogniotrwały.

Użycie jednego lub drugiego lutu zależy od zadań stojących przed częściami, które mają być lutowane. Czyli do lutowania dużych i masywnych elementów aluminiowych, które w przyszłości będą poddawane dużym obciążeń, lepiej jest używać lutów ogniotrwałych, ich temperatura topnienia jest porównywalna z temperaturą topnienia aluminium. Kiedy pojawia się pytanie, jak lutować rurkę aluminiową, należy dokładnie zrozumieć, do czego ta rurka będzie używana w przyszłości. Luty ogniotrwałe charakteryzują się dużą wytrzymałością, a duża masa części umożliwia wykonanie proces lutowania ma dobre odprowadzanie ciepła, co zapobiegnie zniszczeniu konstrukcji aluminiowej ze względu na jej topienie.

Cechy procesu

Lutowanie aluminium nie różni się od lutowania innych metali nieżelaznych.

W domu lutowanie aluminium można warunkowo podzielić na dwa typy:

• Lutowanie w wysokiej temperaturze dużych części. Z reguły jest to grubościenne aluminium o dużej masie. Temperatura ogrzewania części wynosi 550-650 stopni.
• Niskotemperaturowe lutowanie drobnych artykułów gospodarstwa domowego i przewodów do instalacji elektronicznych. Temperatura lutowania 250-300 stopni.

Lutowanie wysokotemperaturowe polega na zastosowaniu palnika na propan lub butan jako elementu grzejnego. Ale kiedy nagle pojawia się pytanie, jak lutować aluminium w domu, równie dobrze można użyć lampy lutowniczej.

W przypadku lutowania wysokotemperaturowego konieczne jest stałe monitorowanie temperatury nagrzewania lutowanych powierzchni.. W tym celu używa się kawałka lutowia ogniotrwałego. Gdy tylko lut zacznie się topić, oznacza to, że osiągnięto wymaganą temperaturę i część się nagrzewa musi zostać zatrzymany, w przeciwnym razie może nastąpić jego stopienie i późniejsze zniszczenie całości konstrukcje.

Do lutowania niskotemperaturowego stosuje się lutownicę elektryczną o mocy od 100 do 200 watów, w zależności od wielkości lutowanych części. Im większa część, tym mocniejsza lutownica będzie musiała zostać użyta do jej podgrzania. Jednocześnie 50-watowa lutownica nadaje się do lutowania drutów.

W obu przypadkach, zarówno w przypadku lutowania wysokotemperaturowego, jak i niskotemperaturowego, etapy procesu są w przybliżeniu takie same i składają się z następujących następujących po sobie etapów:

• Obróbka mechaniczna miejsca przyszłego lutowania. Wykonywany jest przy użyciu wszelkiego rodzaju środków ściernych. Cel: osłabienie warstwy tlenku na powierzchni i zwiększenie jej podatności na topienie.
• Odtłuszczanie punktu lutowania rozpuszczalnikami organicznymi takimi jak alkohol, aceton, benzyna.
• Mocowanie części w żądanej pozycji.
• Nakładanie topnika na powierzchnie lutowane. Jeśli używasz topnika w płynie, najlepiej nakładać go pędzlem.
• Podgrzewanie punktu lutowniczego lutownicą elektryczną lub palnikiem gazowym.
• Nanoszenie stopionego lutowia na miejsce lutowania i cynowanie powierzchni metalowych (rozprowadzenie lutowia w równej warstwie).
• Łączymy metalowe powierzchnie i mocujemy je w odpowiedniej pozycji.
• Później. po ostygnięciu lutowia i lutowaniu części, miejsce lutowia spłukujemy pod bieżącą wodą w celu wypłukania resztek topnika.