Высокотемпературная пайка
Алюминий в чистом виде или в составе сплава широко используется в радиотехнической, авиационной и электротехнической промышленных отраслях для изготовления паяных конструкций различного назначения.
Процесс высокотемпературной пайки алюминия определяется следующими его характеристиками:
- Отличная стойкость оксидной пленки;
- Алюминий характеризуется хорошей теплоемкостью;
- Температура солидуса преимущественного количества промышленных сплавов низкая.
Алюминий отличается активной реакцией с кислородом: на поверхности образуется плотная пленка – это оксид Аl2O3, который отличается своей стойкостью. К примеру, алюминиево-магниевые сплавы отличаются наличием оксидов Аl2O3 и MgO. В процессе пайки таких сплавов для удаления оксидов используют флюсы. В условиях вакуума добавляются пары магния, используется трение или ультразвук. Также были найдены способы контактного плавления, пайка по барьерным покрытиям и прочее.
В качестве флюса при высокотемпературной пайке применяются составы из солей щелочных хлоридов и тяжелых металлов с добавлением их фторидов. При использовании указанной смеси используются припои типа П425А, 34А, В62, силумин и другие на алюминиевой основе.
Согласно требованиям зазор при использовании флюсов должен быть в пределах 0,1 – 0,25мм. Флюсовая пайка алюминия может осуществляться на печном, газопламенном, индукционном или контактном нагреве. Кроме того, может использоваться метод погружения в расплавленный флюс.
Пайка алюминиевых деталей осуществляется с применением газовоздушных или бензовоздушных горелок. Использовать для пайки ацетилено-кислородное пламя недопустимо, поскольку они снижает свойства флюсов.
Печной нагрев обеспечивает отличное качество пайки ажурных тонкостенных изделий, от толщины стенок которых и будет зависеть скорость нагрева. При использовании такого нагрева отлично подходят флюсы, где вместо хлористого цинка, добавлен хлористый кадмий, свинец или хлористое олово.
Применение стандартного флюса для высокотемпературной пайки алюминия 34А может быть опасным: паяемый металл может быть растворен цинком, который выделяется из флюса. А при условии работы с тонкостенными деталями, это может способствовать сквозному проплавлению.
Отличной производительностью характеризуется использование метода пайки в солевых ваннах. Температура пайки в таком случае достигает 620°С, что позволяет работать со сплавами с высокотемпературным ликвидусом (к примеру, АД1, АМц и др.). В таком методе припои нужно наносить на поверхность заранее, как плакирующий слой или покрытие.
Для оптимальной работы метода из расплава нужно удалить соли тяжелых металлов и влагу. Для этого производится процедура обезвоживания алюминием при температуре 600°С. Чтобы очистить ванну более эффективно, можно использовать порошок с 70% содержанием магния и 30% содержанием алюминия.
Поверхность изделий из алюминия и его сплавов необходимо подготавливать к пайке. Этапы подготовки следующие:
- Поверхность протравить раствором едкого натра 7-10% при температуре 60°С. Промыть холодной водой.
- Обработать раствором азотной кислоты 20%.
- Промывка в проточной горячей и холодной воде, сушка.
Приступать к пайке протравленных изделий можно только спустя 2-3 суток.