Ťažkosti spájkovania hliníka nielen doma, ale aj v priemyselnej výrobe sú spôsobené predovšetkým osobitnými vlastnosťami tohto kovu, ktorý ho zásadne odlišuje od ostatných druhov neželezných kovov, ktoré sa aktívne používajú v priemysle aj v každodennom živote.

Kovový hliník má celý rad paradoxných vlastností, to znamená vlastností, ktoré sa vzájomne vylučujú, ale ľahko sa vyskytujú súčasne v jednom kove.

Na jednej strane je to kov s veľmi nízkou teplotou topenia, teplota topenia čistého hliníka je 660 stupňov. Je to chemicky veľmi aktívny kov. Hliník je schopný okamžite vstúpiť do chemických reakcií s takmer všetkými účinnými látkami . Je to veľmi mäkký a málo odolný kov.

Na druhej strane, extrémne vysoká chemická aktivita hliníka vedie k tomu, že okamžite vstupuje do chemickej reakcie s kyslíkom obsiahnutým v okolitom vzduchu, pričom sa na jeho povrchu vytvára film oxidu hlinitého: Al203. Alumina má druhé meno - korund. Je to veľmi silná, úplne chemicky inertná látka. Teplota topenia: 2400 stupňov. Používa sa v priemysle ako žiaruvzdorný materiál.

Kovový hliník

Môžeme teda povedať, že v každodennom živote, napriek objektom z hliníka, ktoré nás obklopujú zo všetkých strán, nepoznáme jeho skutočnú podstatu, pretože skutočný hliník je pred nami vždy skrytý pod nepreniknuteľnou oponou jeho oxidu. Je to oxid hlinitý, ktorý určuje vlastnosti tohto kovu, ako napríklad jeho extrémne vysoká odolnosť voči anorganickým kyselinám a zásadám, odolnosť proti korózii v morskej vode a atmosférickom vzduchu, vysoká odrazivosť a vysoká šetrnosť k životnému prostrediu.

A ten istý oxid hlinitý premieňa bežné spájkovanie na pomerne komplikovaný technologický proces, ktorý si vyžaduje úspešné zavedenie špeciálnych tavív, špeciálnych spájok a niektorých špecifických metód.

Podstatou procesu spájkovania akéhokoľvek kovu, vrátane hliníka, je zavedenie do priestoru medzi spájkovanými časťami špeciálneho spojiva v roztavenom stave. Táto látka sa nazýva spájka. Stužením sa spoľahlivo pripája na dva povrchy kovu a vytvára jediné spojenie.

Ťažké spájkovanie

S hliníkom je všetko trochu komplikovanejšie. Povrchový oxidový film neumožňuje bežnej spájke vstúpiť do chemickej reakcie s kovom. V dôsledku toho nedochádza k adhézii medzi kovovým povrchom a spájkou. Jednoducho povedané, spájka sa nelepí na povrch hliníka a spájkovanie sa stáva nemožným.

Preto hlavný problém spočíva v odstránení prakticky neodstrániteľného filmu oxidu z kovového povrchu.

Druhým problémom je nízka teplota topenia hliníka . Faktom je, že najodolnejšie spojenie sa dosiahne pri použití takzvaných žiaruvzdorných spájok. Teplota topenia je 550 až 650 stupňov. Vzhľadom na skutočnosť, že hliník sa topí pri teplote 660 stupňov, je pri spájkovaní malých hliníkových výrobkov veľmi ťažké nezničiť samotnú hliníkovú štruktúru jej roztavením spolu so spájkou.

Odstránenie oxidového filmu

Problém odstránenia povrchovej vrstvy sa rieši dvoma zásadne odlišnými spôsobmi:

  • Použitím špeciálnych aktívnych tokov s predbežným mechanickým čistením kovového povrchu.
  • Použitie procesu elektrolýzy.

Aktívne toky

Ak naozaj chcete, môžete si vyrobiť tavidlo na spájkovanie vlastnými rukami, v kuchyni alebo dielni. Na tento účel je však potrebné zaobchádzať s veľmi nebezpečnými chemicky účinnými látkami, ako sú kyseliny alebo zásady. Okrem toho v špecializovaných predajniach existuje obrovský výber rôznych značiek tokov, konvenčných aj vysoko špecializovaných, a ich ceny sú nízke. Preto necháme výrobu kyseliny na spájkovanie vlastnými rukami špeciálnym spájkovacím fanúšikom a pokúsime sa prísť na sortiment, ktorý nám priemysel ponúka.

  • F-34A. Špeciálny tok. Taví sa pri teplote 420 - 620 stupňov. Používa sa so žiaruvzdornými spájkami. Zloženie: Chlorid draselný 50% Chlorid lítny 32% Fluorid sodný 10% Chlorid zinočnatý 8%
  • F-61A. Tavidlo na hliník. K topeniu dochádza pri teplote 150 - 320 stupňov. Používa sa s obvyklými pocínovanými spájkami. Zloženie: fluoroboritan zinočnatý 10% fluoroboritan amónny 8% trietanolamín 82%
  • F-64. Vysoko aktívny tok pre hliníkové zliatiny. Taví sa pri teplote 180 - 350 stupňov. Zloženie: povrchovo aktívne látky.
  • NITI-18 (F-380). Špeciálny tok pre hliníkové zliatiny. Spájkovacia teplota je 390 - 620 stupňov.
  • A-214. Univerzálny nemývací tok so strednou aktivitou.

Pred nanesením tavidla sa musí kovový povrch najprv očistiť od nečistôt a odmastiť. Deje sa to benzínom alebo acetónom. Potom sa opracúvajú pomocou rôznych brúsnych zariadení: šmirgľovej tkaniny, kovovej kefy, brúsnych kotúčov a iných podobných zariadení. Účelom týchto opatrení je oslabiť oxidový film, pretože v zásade nie je možné ho odstrániť, pretože namiesto starého sa okamžite vytvorí nový. Nový film je ale oveľa tenší a slabší ako ten starý, preto táto technika uľahčuje ľahšie prenikanie tavidla cez bariéru povrchového oxidu.

Elektrochemická metóda (elektrolytický proces)

Podstata tejto metódy spočíva v tom, že povrch hliníka je spolu s jeho neporaziteľným oxidom jednoducho nahradený medeným povrchom. Spájkovanie medi je oveľa jednoduchšie, rýchlejšie a spoľahlivejšie. Vykonajte to pomocou najjednoduchšej galvanickej inštalácie .

  • Použite akýkoľvek zdroj jednosmerného prúdu. Môže to byť: usmerňovač pre domácnosť, autobatéria alebo bežná batéria z baterky. Záporný pól sa pripája na hliníkový povrch. Kladný pól je pripojený k medenému drôtu s prierezom 1 - 1, 3 mm.
  • Medený drôt, bez izolácie, je upevnený vo vnútri železných štetín brúsnej kefy tak, aby sa pri procese trenia kefy na povrchu hliníka nedotýkal drôtu.
  • Na miesto spájkovania prikvapká niekoľko kvapiek síranu meďnatého, ktoré sa predtým ošetria brúsnym papierom alebo iným brúsnym nástrojom.
  • V procese trenia sa na povrchu hliníka v dôsledku procesu elektrolýzy postupne vytvorí vrstva červenej medi.
  • Medený povrch je oveľa ľahšie cínový a spájkovaný ako hliníkový povrch.

Spájky na spájkovanie

Konvenčné spájky používané na spájkovanie neželezných kovov obsahujú cín a olovo ako hlavné komponenty, ako aj kadmium, bizmut a zinok ako ďalšie komponenty. Pre hliník je takáto kompozícia mimoriadne nežiaduca, pretože sa v týchto kovoch prakticky nerozpúšťa (s výnimkou zinku), takže práca so spájkou tejto kompozície bude extrémne slabá a nespoľahlivá. Navyše všetky spájky olovo-cín majú veľmi nízku odolnosť proti korózii. Preto je spájkovanie hliníka s cínom nežiaduce.

Pre hliník sa používajú špeciálne spájky, medzi ktoré patrí samotný hliník, ako aj kremík, meď, striebro a zinok.

  • 34 A. Zloženie: hliník 66% meď 28% kremík 6%. Teplota topenia je 530 - 550 stupňov.
  • TsOP 40. Zloženie: 60% zinku 40%. Taví sa pri teplote 300 - 320 stupňov.
  • HTS 2000. Základom kompozície je zinok, hliník a meď, ako aj niektoré menšie prísady. V spájke je deväť komponentov, ktoré spolu poskytujú veľmi dobré vlastnosti. Topí sa pri teplote 300 stupňov. Výroba v USA.

Čím viac zinku je obsiahnutý v spájke na hliník, tým viac je vysoko odolný a odolný proti korózii. Obsah medi, kremíka a hliníka zvyšuje teplotu topenia spájky, čo ju robí žiaruvzdornou. Ktorá spájka sa má zvoliť, závisí od úloh, ktorým čelia spájkované diely.

Žiaruvzdorné spájky majú spravidla teplotu topenia porovnateľnú s teplotou topenia samotného hliníka, takže sa používajú hlavne na spájkovanie veľkých, masívnych hliníkových častí. V tomto prípade je možné zaistiť dobré odvádzanie tepla v dôsledku veľkého množstva spájkovaných povrchov a tým zabrániť zničeniu štruktúry v dôsledku jej roztavenia spolu so spájkou.

Mosadzná spájka na hliník nie je použiteľná .

Proces spájkovania hliníka

Technológia spájkovania hliníka sa nelíši od spájkovania akéhokoľvek iného kovu a pozostáva zo série postupných akcií:

  • Odmasťovanie miesta spájkovania.
  • Mechanické čistenie brúsnymi prostriedkami.
  • Použitie tavidla. Tavivo je potrebné nanášať takmer okamžite po obrábaní. Pretože čím viac času po abrazívnom pôsobení na oxidový film uplynie, tým silnejší je.
  • Cínovanie zahrievaných povrchov. Tavenie spájky a jej distribúcia na povrchu kovu.
  • Dotknutie sa konzervovaných povrchov a upevnenie. Upevňovanie sa uskutočňuje, až kým spájka nestvrdne. Zvyčajne k tomu dôjde do jednej až dvoch minút.
  • Opláchnite spájkovaciu plochu pod tečúcou vodou, aby ste vypláchli zvyšky taviva. Ak sa tak nestane, kov v bode adhézie môže začať korodovať, pretože tavivo obsahuje vo svojom zložení silné kyseliny.

Vyhrievané spájkované povrchy

Napríklad na spájkovanie malých hliníkových častí sa spravidla používa elektrická spájkovačka s výkonom 50 až 100 W, v závislosti od prierezu drôtu. V prípade masívnejších častí, ako sú kvetináče, radiátory do automobilov, sa odporúča použiť výkonnejšie zdroje tepla. Spravidla sa jedná o horák alebo plynový horák. Pri spájkovaní hliníka pomocou plynového horáka a ohrevom spájkovaných povrchov sa musia dodržiavať tieto pravidlá:

  • Pri spájkovaní časti sa nesmie dovoliť prehrievanie základného kovu, pretože to môže viesť k jeho roztaveniu a v dôsledku toho k zničeniu celej kovovej štruktúry ako celku. Aby sa tomu zabránilo, je potrebné počas procesu zahrievania neustále sledovať teplotu. Urob to pomocou spájky. Kus spájky sa pravidelne dotýka zahriateho povrchu, hneď ako sa spájka začne topiť, je to signál, že ohrev sa môže zastaviť.
  • Na ďalšie obohatenie zmesi plynov nepoužívajte kyslík. Pretože to zlepší oxidačné procesy v mieste spájkovania a v dôsledku toho urýchli tvorbu oxidového filmu na kovovom povrchu.

Použitie kolofónie

Na spájkovanie a spájkovanie hliníkových drôtov malého prierezu je možné úspešne použiť olovo-cínové spájky s použitím kolofónie ako taviva. V tomto prípade sa drsná povrchová úprava drôtu uskutočňuje pod vrstvou roztavenej kolofónie a ako brúsny nástroj sa používa horúci hrot spájkovačky, ako aj malé množstvo kovových pilín .

  • Namiesto budúceho spájkovania sa umiestni kúsok kolofónie a kovových pilín.
  • Kolofónia sa roztaví zahriatym plechovým hrotom spájkovačky.
  • Keď je kolofónia úplne roztavená a rovnomerne rozložená na povrchu, začnú trieť spájkovaciu pichačku po povrchu hliníka vrstvou roztavenej kolofónie.
  • Výsledkom je, že hrot spájkovacej lúče s červeným horúcim povrchom spolu s kovovými pilinami začína ľahko ničiť povrchový oxidový film a kolofónna vrstva neumožňuje vzduchu preniknúť do spájkovacieho miesta, v dôsledku čoho sa nevytvára nový oxidový film.
  • Po dokončení pocínovania sa spájkované povrchy navzájom spoja a zahrievajú sa znova, až kým sa spájka znova neroztaví a nevyplní celý priestor medzi spájkovanými povrchmi.

Je potrebné poznamenať, že tento spôsob je vhodný iba pre tenkostenné časti malých rozmerov alebo pre drôty malého prierezu. Vo všetkých ostatných prípadoch je potrebné použiť špeciálne tavidlá a žiaruvzdorné spájky určené na spájkovanie hliníka.

Nevýhody spájkovanie hliníka

Vždy musíte pamätať na to, že spájkovanie nie je zváranie. V žiadnom prípade to neovplyvňuje vnútornú štruktúru kovu, a preto miesto spájkovania z hľadiska pevnostných charakteristík je vždy o niekoľko rádov slabších ako samotný spájkovaný kov. Miesto spájkovania nesmie byť vystavené vysokému mechanickému a tepelnému namáhaniu. V opačnom prípade sa spájkované diely veľmi rýchlo zhroutia. Jedinou možnosťou, keď je spájkovanie vhodnejšie ako zváranie, je spájkovanie hliníkových drôtov v elektrických zariadeniach alebo spájkovanie netesného automobilového chladiča, keď ho nie je možné nahradiť novým.

Je vhodné vylúčiť z domácej praxe spájkovanie a konzervovanie netesných hliníkových hrncov, hrnčekov a iných panvíc. Zloženie hliníkových spájok a tavidiel obsahuje vysoko toxické látky. V takom prípade bude dôkladné umývanie spájkovacieho miesta tečúcou vodou vyzerať ako hra ruskej rulety.

Kategórie: