10 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Пайка алюминия со сталью

Можно ли спаять припоем Castolin192 FBK алюминий со сталью?

Здравствуйте! Подкинули интересную работенку, нужно сварить алюминий со сталью: АМц, АМг + черная сталь; АМг, АМц+ст.12Х18Н10Т. Возможно ли такое или это из раздела фантастики? Ведь даже не осведомленному в сварочных делах человеку понятно, что из-за разницы в температурах плавления стали и алюминия такие вещи становятся принципиально невозможными. И все-таки, может существует какой-то способ?

Сварка такого соединения, о котором вы говорите действительно невозможна. Поэтому о получении неразъемного соединения можно забыть. Чего нельзя сказать про пайку.

Для определения возможности получения качественного паянного биметаллического соединения «алюминиевый сплав-сталь» мы провели небольшую опытную работу, с результатами которой вы можете ознакомиться ниже.

Для проведения работы был приобретен припой Castolin 192 FBK, предназначенный для пайки алюминия и его сплавов, главным образом для сплавов АМг и АМц с максимальным содержанием легирующего компонента до 3%. Выбор припоя изначально был между НТS-2000 и Castolin 192 FBK. Про НТS-2000 очень много пишется в интернете, демонстрационных роликов на YouTube, которые показывают его преимущества тоже масса, но так как в описаниях данного припоя больше рекламы, которая часто развенчивается практикой, выбор все же был сделан в пользу компании Castolin, которая уже сто лет занимается материалами для пайки и делает это на самом деле действительно качественно. Castolin192 FBK представляет собой алюминиевый припой с флюсовым сердечником с добавлением цинка. Температура плавления: ликвидус – 380 о С, солидус — 440 о С. Предназначен он для пайки соединений Al+Al и Al+Сu. Сортамент: пруток длиной 500 мм, весом 8-9 грамм.

В качестве «подопытного металла» были взяты образцы размером ≈12,5х110, толщиной h≈2мм из алюминиевого сплава АМц, низкоуглеродистой стали (типа Ст.3, Ст.8кп и т.п.) и коррозионностойкой стали 12Х18Н10Т, которые впоследствии были спаяны в кислородно-пропановом пламени.

За эталонные образцы были взяты соединения «АМц+АМц». А качество пайки определялось путем сравнения разрывных усилий, прикладываемых к образцам «АМц- сталь» и эталонным образцам.

Образцы комплектовались следующим образом:

  • АМц+АМц – 3 компл.
  • АМц+низкоуглерод. сталь – 3 компл.
  • АМц+ст.12Х18Н10Т – 3 компл.

Вид соединения – внахлёст (см. эскиз). Зазор ≈ 1 мм.

Пайка производилась кислородно-пропановой горелкой Minitherm.

L- длина нахлестки;

В — минимальное значение ширины образцов;

hal — толщина алюминиевого образца;

hст – толщина стального образца.

Все спаянные образцы подверглись испытанию прочности при сдвиге на разрывной машине 2054-Р-5.

Технология сварки алюминия со сталью

Надежный способ сваривание железа и алюминия через биметалл.

  • Биметалл-это композиционный материал состоящий из нескольких слоев разнородных металлов.

Способы его изготовления путем одновременного проката через валы. Происходит диффузия молекул между слоями. Алюминирование горячим непрерывны и прерывным методом. Погружают в флюс металл, дают просохнуть, обрабатывают реакционным газом. Поверхность металла становится чистой и слегка пористой. После погружения в горячую ванну алюминиевого расплава держат до полного прогрева элемента и удерживаю некоторое время. Алюминий проникает в пористую поверхность. После элемент изымают и часть расплавленного металла закупоривается в поверхности образуется прочное соединения. Электролитический способ самый затратный и энергоемкий.

На примере рассмотрим как сварить алюминий со сталью. Возьмем брусок алюминиевый, биметалл состоящий из слоев алюминия и нужной нам стали, саму сталь. Перед сваркой поверхности обработать и обезжирить.

  • Привариваем сперва алюминий к алюминиевой подложки биметалла. При этом не перегреваем. А желательно лучше сваривать хорошим полуавтоматом сваркой MIG. Проволока тоже алюминиевая. Здесь и скорость большая и можно регулировать глубину проваривания. Затем даем остыть.
  • После стальную часть пластины привариваем к самой стали. Уже проволокой для стали. Алюминий играет очень важную роль по отводу тепла. Если допустить перегревания метало особенно алюминий, то произойдет экзотермическая реакция со сталью. Образуется на границе сплавления очень хрупкое соединения FeAl3 и ему подобных.

На фотографии выглядит примерно так.

В разнородных сварках металла часто используют буферный металл или биметалл.

Бытует мнение что многим удавалась сварка алюминия со сталью. Весь процесс тщательно скрывают и показывают конечный результат.Одни действительно тестируют ломают и показывают что такое соединение не надежно. Другие показывают что возможно и даже шлифуют разрезают, но при этом не ломают. Результат один и тот же сварка не надежна. Соединение хрупкое на излом. Что можно сделать в домашних условиях. Это обработать раствором сталь для образования пор. Нанести флюс и дать высохнуть. Расплавить алюминий чистый А0. Довести до температуры свыше точки кипения примерно 750 Цельсия. Когда погружаете сталь Флюс вступает в реакцию с оксидной пленкой алюминия и растворяет ее на поверхности освобождает тем самым доступ к открытым порам стали. Как и описывал выше происходит алюминизация поверхности. Желательно использовать тонкую сталь. Процесс будет протекать быстрее. Дальше проводим сварку алюминия со сталью. Две обработанные поверхности алюминия и нашего куска стали соединяем и варим TIG сваркой. Пруток тоже используем чистый алюминий. Свариваем по краю со стороны алюминиевой заготовки. Она заберет большую часть тепла.

На видео хорошо видно стальную заготовку.Кончик которой алюминизирован. В этом случае происходит проваривания алюминия с алюминиевым слоем на стали.

А что такое сварка каждый сварщик знает. Неразделимое соединение выполненное путем свариванием металла. А однородное оно или нет умалчивается.

А вот как соединить сталь с алюминием тут уже множество вариантов.Несколько из методов описывал на верху. Методом пайки осуществляют такие соединения с применением припоев. Клепочным способом. Самый бюджетный и простой на мой взгляд но не везде применимый. В судостроении там свою технологию не раскрывают по сварке алюминия и стали. А так в основном применяют тугоплавкие припои на основе серебра, с применением различных флюсов.

Сам заинтересован в методе сварки алюминия со сталью. Все об этом говорят изображают, показывают, снимают видео. А задокументировать и доказать о надежности такой сварки пока еще не осилили.

Рассмотрю все доступное сварочное оборудование для сварки алюминия. Начнем с ручной дуговой сварки. Необходим хороший сварочный аппарат. Не важно инвертор или трансформаторный. Главное ток с обратной полярностью. Чистый алюминий редко…

В 1929 году электрической дугой начали сваривать днищевые балки танкеров, а позже — судовые трубопроводы. Дуге было оказано достаточно высокое доверие. Однако у конструкторов, производственников и эксплуатационников оставались сомнения в…

Есть несколько применяемых методов сварки титана, из которых можно выделить ручную дуговую сварку,с применение инертных газов, метод сварки под флюсом, электрошлаковый способ, а также электронно-лучевую сварку. Метод ручной дуговой сварки…

Флюс соединения с органическими и не органическими веществами. Применяются для травления поверхности металла для удаления оксидной пленки, защита от окисления во время нагревания, способствует лучшему взаимодействию разнородных металлов между собой…

«Прогнил кузов» — такую фразу Вам, скорее всего, приходилось слышать не один раз. Такую фразу употребляют многие автолюбители, потому что ремонт кузова для стареньких авто – обычное дело. Первым делом…

Читать еще:  Пайка пропиленовых труб своими руками

Пайка алюминия паяльником и газовой 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

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

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.

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.

Технология сварки разнородных металлов

В процессе сварки однородных деталей взаимная диффузия и растворение материалов, а также образование жидких и твердых растворов происходит без каких-либо ограничений и сложностей. Однако совсем иначе дело обстоит со сваркой разнородных металлов. В данном случае приходится сталкиваться с металлургической несовместимостью деталей, которые имеют принципиальные отличия в характеристиках кристаллической решетки, а также разные температуры плавления и показатели теплопроводности. Именно поэтому прежде чем начнется работа и осуществится, например, сварка алюминия со сталью, необходимо рассмотреть совместимость используемых металлов и учесть трудности, которые могут возникнуть в процессе их соединения.

Читать еще:  Пайка твердосплавных пластин на резцы

Практически невозможно сварить металлы, неспособные взаимно раствориться между собой в расплавленном состоянии: железо и свинец, железо и магний, свинец и алюминий. Эти пары в жидком состоянии практически не смешиваются и создают слои, которые при дальнейшем затвердевании могут быть без особого труда отделены друг от друга. Что касается легко поддающихся сварке разнородных металлов, то их количество довольно ограничено. К ним можно отнести титан и железо, медь и железо, титан и ванадий, алюминий и серебро.

На данный момент самыми востребованными являются конструкции, получаемые путем сплава стали с алюминием, чугуном или медью. Сварка этих металлов широко используется в авиационном строении, радиоэлектронике, производстве бытовых приборов. Оптимальные свойства некоторых конструкций возможны только благодаря применению деталей из комбинированных материалов, ведь именно в этом случае изделие будет совмещать в себе преимущества сразу двух металлов. Однако приступая к работе с разнородными металлами, важно учитывать особенности их взаимодействия.

Процесс соединения алюминия со сталью

Сварка алюминия и стали сопряжена с серьезными трудностями, которые возникают в связи с большой разницей температур плавления металлов и различиями в уровне их теплопроводности. На практике это выражается в том, что алюминий становится жидким еще до того, как сталь успевает прогреться, кроме того, шов получается недостаточно прочным. Чтобы соединить металлы с такими разными характеристиками и получить приемлемый результат, нередко используется диффузная, ультразвуковая, а также контактная с оплавлением и холодная сварка металла.

Покрытия для улучшения свариваемости

Проблемы, которые возникают при сварке плавлением алюминия и стали, вполне удачно решаются с помощью применения специальных покрытий. На сталь гальваническим или горячим погружением наносится металл, который обладает хорошей совместимостью со сталью. Чаще всего для этих целей используется слой цинка, который улучшает растекание алюминия. Кроме того, для сварки алюминия и стали применяется переходная вставка из тех же материалов, которая получается с помощью другого метода соединения, например, путем холодной ковки.

Теплофизические свойства материалов значительно затрудняют процесс сварки, при этом даже использование специальных покрытий и вставок не решает всех возможных проблем. Дело в том, что при соединении разнородных металлов на стыке могут образовываться интерметаллиды, которые отличаются чрезмерной хрупкостью. Чтобы избежать ненужных проблем, необходимо выбрать правильный режим сварки, который позволит избежать перегрева поверхности металлов. Если процесс произведен с учетом всех особенностей алюминия и стали, в результате проведенных сварочных работ появится надежное и долговечное соединение, которое, однако, лучше не использовать для конструкций, часто подвергающихся механическому воздействию.

Свариваемость чугуна и стали

Несмотря на то, что чугун и сталь обладают схожестью химического состава, процесс сварки этих металлов также характеризуется определенными трудностями. Дело в том, что чугун содержит большое количество углерода, а потому достаточно плохо поддается плавлению. Чтобы сварить эти разнородные материалы, используются специальные электроды. Для получения надежного и прочного шва перед обработкой детали следует тщательно зачистить, особенно это касается заготовки из чугуна, который легко впитывает различные технические жидкости.

Подогрев изделия в процессе работы

Чтобы соединить чугун и сталь, как правило, используется сварочный ток обратной полярности. Однако обратите внимание, что в случае применения аппаратов с высоким током холостого хода, необходимо использовать переменный ток. В процессе работы детали необходимо прогреть до 600 градусов по Цельсию. Такая температура позволит избежать чрезмерного расширения металла, которое нередко приводит к необратимой деформации материала. В результате сварочных работ, проведенных по описанной технологии, прочный герметичный шов образуется всего за один проход.

В случае, если подогрев заготовок невозможен, сварка чугуна со сталью производится несколько иначе. Когда необходимо соединить слишком большие детали или металл имеет легкоплавкие вкрапления, процесс сварки осуществляется с помощью коротких валиков, каждый из которых необходимо охлаждать перед использованием следующего. Стоит отметить, что данный метод сварки не обеспечивает должную прочность шва, поэтому для соединения чугуна и стали более предпочтителен метод, предусматривающий предварительный подогрев деталей.

Свариваемость меди со сталью

Определенные трудности в процессе соединения данных металлов возникают в связи с различием в уровне их теплопроводности, а также из-за низкой температуры плавления меди. Именно поэтому прежде чем приступать к процессу, следует учесть все особенности материалов и подобрать наиболее оптимальный способ сварки. Только в этом случае можно получить качественное соединение, которое будет обладать всеми необходимыми характеристиками.

Применение защитных газов

На самом деле медь и все ее сплавы довольно неплохо сваривается со сталью. Пожалуй, самым высоким качеством обладает соединение, которое производится путем аргонодуговой сварки. С ее помощью образуется шов, который характеризуется хорошей герметичностью и прочностью. Аргонодуговая сварка производится с применением вольфрамовых электродов либо плазменной струи и специальной присадочной проволоки. Обратите внимание, что в процессе работы дугу следует немного смещать к меди, что поможет предотвратить перегрев стали.

Сварка меди и стали также может быть произведена с помощью флюсов в среде защитных газов. В этом случае используют плавящиеся либо неплавящиеся электроды и проволоку. При наплавлении меди на сталь вполне эффективен дуговой метод сварки керамических флюсов, который позволяет добиться требуемой износостойкости и твердости материала. Данный вид работы предполагает использование плоских электродов.

Мангал из металла – это занятие, которое по силам каждому сварщику. Как сделать его своими руками, читайте в этой статье.

Соблюдение технологии – гарантия качества

Сварка разнородных металлов – достаточно трудоемкий процесс, который осложняется существующими различиями в свойствах материалов. Однако если грамотно подойти к процессу и учесть все рекомендации, связанные с особенностями металлов, можно получить прекрасный результат в виде качественного и надежного соединения, которое будет обладать преимуществами всех его компонентов.

Сварка алюминия и его сплавов со сталью. Как сварить алюминий и сталь?

Трудности при сварке алюминия и стали и способы их сваривания

Из-за сильных различий в физико-химических свойствах алюминия и алюминиевых сплавов и стали, их сваривание чрезвычайно затруднено. Для их сварки можно использовать контактную сварку, сварку диффузионно-вакуумную и сварку плавлением, но только в среде аргона.

При сварке плавлением возникают сплавы алюминия и железа. Они представляют собой твёрдые, но очень хрупкие межкристаллические соединения. В этой связи контактная сварка сопротивлением даёт лучшие результаты. Но при контактной сварке оплавлением возникают тугоплавкие примеси, которые не вытесняются при осадке стыка. Поэтому, для такого вида сварки следует подбирать такие режимы, при которых свариваемые металлы не будут прогреваться.

Сварка алюминия и стали с покрытием стальных кромок промежуточным металлом

Для улучшения протекания процесса сварки используют технологические приёмы, которые обеспечивают расплавление алюминия, а не стали. Например, перед началом сварки кромки стали покрывают различными металлами, которые наносятся горячим, или гальваническим способом. Аргонодуговую сварку вольфрамовым электродом выполняют по этим покрытиям с использованием присадочной проволоки. Хорошие результаты сварки получаются, также, при электрометаллизации кромок.

Читать еще:  Флюс для пайки феном паяльной станцией

Наиболее простым способом покрытия кромок промежуточным металлом является способ горячего алитирования. Суть его состоит в окунании стальных кромок в расплавленный алюминий, выдержкой в нём в течение 40мин и последующем медленном охлаждении. Но практические опыты, проведённые Ленинградским корабельным институтом (ныне Санкт-Петербургский государственный морской технический университет) и институтом электросварки имени Е.О. Патона показали целесообразность других металлов, или применение биметаллических вставок.

Выбор покрытия зависит от требований прочности, предъявляемых к сварному соединению. Кроме того, учитываются и экономическая целесообразность. Наиболее дорогим способом является метод гальванического покрытия.

Для аргонодуговой сварки (АДС) сплава АД1 со сталью, в качестве покрытия для стальных кромок наиболее хорошо подходит олово, которое наносится гальваническим способом или методом горячего погружения.

Для АДС сплава АМц в качестве покрытия для стальных кромок лучше выбирать алюминий или цинк и наносить их гальваническим способом. Цинк, нанесённый методом горячего погружения, обеспечивает более низкую прочность стыка.

Для АДС сплава АМг неплохие результаты обеспечивает покрытие стальных кромок оловом или латунью, нанесённых горячим погружением, цинком, нанесённом гальваническим способом или горячим погружением, или, сварка без покрытия. Но более удачным будет выбор двухслойного покрытия из меди и цинка, нанесённого гальваническим способом. Покрытие из серебра, сплавов АМг3 и АМг показывает удовлетворительные результаты.

Сварка алюминия со сталью через биметаллические вставки

Способ сварки алюминия со сталью путём нанесения металлических покрытий на стальные кромки технологически достаточно сложен. Поэтому, подобные способы целесообразно применять в случае сварки мелких изделий. На практике наибольшее распространение получил способ сварки с использованием промежуточных вставок из биметалла. Примеры таких соединений указаны на рисунке:

Биметаллические вставки изготавливаются из крупногабаритных биметаллических пластин, из углеродистой стали и хромоникелевой, при помощи сварки взрывом. Впервые такой метод был предложен Раздуем Ф.И. и Ситаловым В.П.

Аргонодуговая сварка алюминия со сталью

Технология аргонодуговой сварки алюминия со сталью показана на рисунке слева. Для её выполнения на стальные кромки наносят комбинированное покрытие, состоящее из слоя меди и слоя цинка. Сварочная горелка устанавливается таким образом, чтобы дуга между вольфрамовым электродом и изделием возбуждалась на расстоянии 1-2мм от кромки стыка, на котором установлен присадочный пруток.

Также рекомендуется выполнять предварительное покрытие стали слоем алюминия, т.е. алитирование при помощи т.в.ч. В этом случае, в момент нагрева при флюсовании расплавляется алюминий и покрывает стальные кромки слоем, толщиной 0,5-1,5мм. Кроме этого, допускается непосредственное нанесение алюминия на сталь в виде валиков, на которые в дальнейшем укладывается сварной шов.

Приблизительные режимы сварки алюминия со сталью для вольфрамового электрода диаметром 2-3мм, составляют: сила тока 80-130А, скорость сварки 6-12м/ч, диаметр присадочной проволоки 2-3мм. Если сварку производят по заранее уложенным алюминиевым валикам, то сила сварочного тока может быть увеличена до 160-180А, при диаметре электрода 3мм.

Особенности пайки алюминия

Операции пайки алюминия получили большое распространение в изготовлении изделий для радио- и электротехнической промышленности, в авиации и других отраслях. Получение соединений таким способом отличают особая устойчивость оксидной пленки, большая теплоемкость и низкая температура солидуса большинства сплавов алюминия. Соединяясь с кислородом, алюминий дает стойкие оксиды, создающие на поверхностях деталей из него особую пленку повышенной прочности. Для ее разрушения применяются специальные припои для пайки алюминия, сильного действия флюсы и особая механическая обработка.

Большинство традиционных для припоев химических элементов имеют плохую взаимную растворимость с алюминием. А требуемую прочность соединениям способен обеспечить лишь цинк, хорошо взаиморастворимый с алюминием. Не самый удачный выбор – пайка алюминия оловом. Не считая слабой растворимости алюминия, полученные с помощью оловянно-свинцового припоя швы еще придется покрывать лакокрасочными материалами для улучшения их невысокой стойкости к коррозии.

Также серьезно стоит отнестись, выбирая флюс для пайки алюминия. Далеко не каждый из них способен поддерживать активность к данному металлу. Например, в высокотемпературной пайке алюминия флюсами служат составы, вмещающие соли хлоридов различных металлов с добавкой их фторидов.

Технология пайки алюминия

Пайка проводится при помощи газопламенного, печного, индукционного и контактного нагревания, либо погружением в расплав флюса. Применяемые для пайки алюминия газовые горелки могут быть газовоздушными либо бензовоздушными. Не подходящим для этого будет применение ацетилено-кислородного пламени, способного негативно влиять на активность флюса, а, следовательно, и паяемость алюминия.

В ходе подготовительных к предстоящей пайке работ алюминий обезжиривают и механически зачищают зону соединения. Последнее необходимо для удаления пленки из оксидов. Обезжирить металл можно бензином, ацетоном либо другим подходящим растворителем. Для зачистки поверхностей применяют абразивные круги, наждачную бумагу, специальные сетки или щетки из нержавейки. Технологией пайки алюминия допускается также удаление оксидной пленки способом травления химическими кислотами. Но этот вариант более трудоемкий и потому используется гораздо реже, чем механическая зачистка.

Весь процесс пайки аналогичен пайке стальных или медных изделий. По завершении очистки алюминиевые детали конструкции устанавливают в требуемое положение. Затем место соединения покрывают флюсом и доводят температуру до необходимой для расплавления припоя. Пайку производят, прикасаясь к стыку деталей концом электродного стержня.

При пайке без флюса припоем характерна одна особенность. Для нее необходимо сначала разрушить оксиды пленку. Это делают, царапая расплав специальным стержнем или острым краем припойного прутка. Полученное нарушение цельности пленочной поверхности облегчает проникновение частиц припоя. Также возможно разрушение оксидов пленки путем растирания ее стальной щеткой. Элементы конструкции, соединенные растертыми сторонами друг к другу, необходимо нагреть до нужной температуры. Таким образом достигается особая надежность паяного соединения.

С использованием паяльника пайка алюминия бывает также эффективна. При этом оксидную пленку удаляют как металлической щеткой, так и шабером либо абразивными частицами. Еще способствуют удалению оксидов заключенные в расплаве припоя твердо-жидкие кристаллы. Абразивный паяльник, используемый при лужении алюминия, имеет рабочую деталь стержневидной формы, состоящую из частиц абразива с припоем.

Процедура пайки проводится с плотным прилеганием луженых поверхностей при нагревании до температуры плавления припоя. Иногда требуется дополнительная подпитка припоем зоны шва. Лужение ультразвуком проводится особым ультразвуковым паяльником в специальной ванне. Отличием этого метода является усиленная эрозия металла основы, из-за чего не рекомендуется его использование для тонкостенных деталей.

Ряд технологий позволяют вести пайку алюминия с медью, сталью, никелем и их сплавами. Такие работы с неоднородными материалами осложнены трудностью выбора газов и флюсов, способствующих удалению оксидов. Возможная хрупкость соединений этих металлов предупреждается нанесением специальных защитных покрытий на детали перед пайкой. Так, никелевое покрытие, нанесенное на алюминий химическим методом, позволяет прочно соединить его с медью. А нанесение на медные поверхности цинковых или серебряных покрытий позволяет осуществить их контактно-реактивную пайку с алюминиевыми деталями. На качество паяных конструкций из алюминия еще влияют выбранные методы подготовки деталей и состав среды из газа.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector