Lidové tipy na pájení hliníku

Hliník a jeho slitiny mají velmi dobré vlastnosti, jako je vysoká tepelná a elektrická vodivost, snadné zpracování, nízká hmotnost a ekologická nezávadnost. Ale tento krásný kov má jednu velkou nevýhodu: je extrémně obtížné ho pájet. Správně zvolené tavidlo pro pájení hliníku pomáhá tento závažný problém vyřešit.

Vlastnosti hliníku

Problém s pájením hliníku je způsoben jeho chemickou strukturou. Tento kov je sám o sobě chemicky velmi aktivní, reaguje téměř se všemi chemikáliemi. To způsobí, že čistý hliník okamžitě reaguje s kyslíkem ve vzduchu. Díky tomu se na povrchu kovu vytvoří velmi tenký a zároveň extrémně pevný oxidový film: Al2O3. Hliník a jeho oxid představují svými vlastnostmi dva extrémní protiklady spojené do jediného celku. Například:

• Teplota tání čistého hliníku je 660 stupňů. Oxid hlinitý, nebo také korund, taje při teplotě 2600 stupňů. Žáruvzdorný korund se používá v průmyslu jako žáruvzdorný materiál.
• Hliník je velmi měkký a tažný kov. Korund má extrémně vysokou mechanickou pevnost, která z něj umožňuje vyrábět všechny druhy abrazivních materiálů.

Oxid hlinitý mění obyčejné pájení na poměrně složitý proces. Pro jeho úspěšnou realizaci je nutné použít specifické metody a speciální hliníkové pájky a tavidla.

Kovové pájení

Smyslem pájení jakéhokoli kovu je, že se do prostoru mezi pájené díly v roztaveném stavu zavede speciální látka zvaná pájka. Po vytvrzení pájka spolehlivě spojí dvě kovové části do jediného celku.

Při pájení hliníku zabraňuje oxidový film na jeho povrchu spojení roztavené pájky s kovem. Jinými slovy, je narušena přilnavost, a proto se pájka nemůže šířit po povrchu kovu a ulpívat na něm. Díky tomu je pájení hliníku téměř nemožné bez použití speciálních prostředků, které částečně odstraňují oxid z kovového povrchu a podporují normální přilnavost.

Odstranění oxidového filmu

Odstranění oxidu z povrchu hliníku je složitý proces a nikdy nevede ke konečnému výsledku. To znamená, že oxidový film je prakticky nemožné odstranit, protože místo právě odstraněného se okamžitě vytvoří nový. Zeslabit jeho účinek je možné pouze pomocí specifických prostředků. To lze provést dvěma různými metodami:

• Chemická metoda. Pomocí speciálních hliníkových tavidel se film ničí v důsledku působení aktivních kyselin.
• Mechanická metoda. Použitím brusných nástrojů je poškozena celistvost filmu.

V praxi se oba tyto způsoby nejčastěji kombinují pro dosažení maximálního možného efektu.

Tavidla na hliník

Tavidlo se používá k odstranění oxidu z povrchu kovu a následnému zabránění vzniku nového filmu. Je třeba si uvědomit, že během procesu pájení by tavidlo nemělo interagovat s pájkou a vstupovat s ní do chemických reakcí. Tavidla mohou být v různých stavech:

Pro hliník se nejčastěji používají tekutá tavidla na bázi kyseliny ortofosforečné.. Existují tzv. no-clean tavidla, jejichž použití nevyžaduje následné mytí pájených ploch pod tekoucí vodou. Nejčastěji však hliníková tavidla obsahují vysoce toxické látky, které nejsou bezpečné a z hlediska životního prostředí mohou silně korodovat kov v místě pájení. Proto použití tavidel vyžaduje důkladné omytí místa pájení pod tekoucí vodou. Průmysl vyrábí větší množství hliníkových tavidel, mezi kterými lze rozlišit následující::

• F-64. Vysoce aktivní tavidlo pro hliník a jeho slitiny. Je považován za nejlepší tavidlo pro tento kov. Vysoká aktivita je dána vysokým obsahem aktivního fluoru v jeho složení, asi 40%. Při zahřátí fluor ničí oxidový film na povrchu hliníku. Použití tohoto tavidla vyžaduje po dokončení procesu důkladné umytí svařovaných ploch.
• F-34A. Speciální hliníkové tavidlo pro žáruvzdorné pájky. Složení: chlorid draselný 50 %, chlorid lithný 32 %, fluorid sodný 10 %, chlorid zinečnatý 8 %.
• F-61A. Používá se s konvenčními pájkami olova a cínu, tající při teplotě 150–350 stupňů. Složení: fluoroboritan zinečnatý 10%, fluoroboritan amonný 8%, triethanolamin 82%. Používá se pro pájení různých kovů, jako je hliník a měď. Proto, když vyvstane otázka, jak pájet hliník na měď, toto tavidlo bude odpovědí.
• NITI-18 (F-380). Vhodné pro žáruvzdorné pájky s bodem tání 390 – 620 stupňů. Zvláštností tohoto tavidla je, že i když dobře rozpouští oxidový film, nemá prakticky žádný vliv na základní kov. Po ukončení pájení je nutné ihned odstranit zbytky tavidla. Za tímto účelem se oblast pájení nejprve promyje horkou tekoucí vodou a poté studenou vodou. A nakonec inkubujte 15 minut ve vodném roztoku anhydridu kyseliny fosforečné.
• A-214. Univerzální nečistý tok střední aktivity. Aplikační teplota 150–400 stupňů. Neobsahuje škodlivé soli anilinu, fenolu ani karboxylových kyselin, takže po použití není potřeba žádné důkladné oplachování. Zbytky lze snadno odstranit papírovou utěrkou namočenou v alkoholu.

Mechanické odstraňování oxidů

Aby se usnadnilo rozpouštění filmu pomocí tavidla, je nejprve částečně odstraněn pomocí mechanických metod. Tyto techniky umožňují pouze mírně oslabit účinek oxidu, protože bylo experimentálně zjištěno, že nově vytvořený film má poněkud horší pevnostní charakteristiky než starý. Pro tyto účely se používají následující zařízení:

• Smirkový papír.
• Pilníky a rašple.
• Tvrdé kovové kartáče.

Proces mechanického odstraňování povrchového oxidu lze optimalizovat pomocí cihlového prachu. Místo pájení se nejprve posype jemnými cihlovými třískami. Pak:

• Na cihlovou drť se nalije velké množství suché kalafuny.
• S předehřátým hrotem páječky se kalafuna roztaví a rozloží po kovovém povrchu v rovnoměrné vrstvě.
• S pocínovaným hrotem páječky začnou energicky drhnout pájenou oblast. V tomto případě se cihlové třísky odlupují z oxidového filmu a roztavená kalafuna brání pronikání kyslíku místo pájení a proto se nevytváří nový oxidový film.
• Výsledkem je dobře pocínovaný hliníkový povrch.

Jako brusivo se stejným účinkem můžete použít prosátý říční písek nebo kovové piliny.

Pájení hliníku

Základem každého pájení je tzv. cínování neboli cínování. Při tomto procesu je pájka rovnoměrně rozložena po povrchu kovu. Aby cínování šlo dobře, jsou potřeba dvě důležité komponenty: speciální tavidlo a správně zvolená pájka. Už jsme se podívali na tavidla, nyní jsou na řadě pájky.

Speciální pájky

Běžné pájky používané pro pájení neželezných kovů obsahují cín a olovo. Otázka, jak pájet hliník s cínem, není relevantní, protože takové pájky se pro hliník nedoporučují, protože je v těchto kovech prakticky nerozpustný. Používají se speciální pájky, které obsahují značné množství samotného hliníku, dále křemík, měď, stříbro a zinek.

• 34-A. Speciální žáruvzdorná pájka na hliník. Teplota tání 530-550 stupňů. Složení: hliník 66%, měď 28%, křemík 6%. Doporučuje se používat společně s odpovídajícím tavidlem F-34A.
• TsOP-40. Patří do kategorie cín-zinkové pájky. Složení: zinek 63%, cín 36%. K tání dochází v rozmezí 300–320 stupňů.
• HTS 2000. Speciální pájka na hliník vyrobená v USA. Hlavní složky: zinek 97% a měď 3%. Bod tání 300 stupňů. Poskytuje velmi pevné spojení, pevností srovnatelné se svarovým švem.

Přítomnost kovu, jako je zinek, v pájce zajišťuje vysokou pevnost a dobrou odolnost proti korozi. Přítomnost mědi a hliníku zvyšuje bod tání a činí pájku žáruvzdornou.

Použití jedné nebo druhé pájky je určeno úkoly, kterým čelí pájené části. Pro pájení velkých a masivních hliníkových dílů, které budou následně vystaveny velkému zatížení, je tedy lepší použít žáruvzdorné pájky, jejichž teplota tavení je srovnatelná s teplotou tavení samotného hliníku. Když vyvstane otázka, jak pájet hliníkovou trubku, musíte přesně pochopit, k čemu bude tato trubka v budoucnu použita. Žáruvzdorné pájky se vyznačují vysokou pevností a velká hmotnost dílu umožňuje dobrý odvod tepla při procesu pájení, což zabrání destrukci hliníkové konstrukce jejím roztavením.

Funkce procesu

Pájení hliníku se neliší od pájení jakéhokoli jiného neželezného kovu.

Doma lze pájení hliníku rozdělit do dvou typů:

• Vysokoteplotní pájení velkých dílů. Zpravidla se jedná o silnostěnný hliník velké hmotnosti. Teplota ohřevu dílů je 550–650 stupňů.
• Nízkoteplotní pájení drobných předmětů pro domácnost a vodičů pro elektronickou instalaci. Teplota pájení 250–300 stupňů.

Vysokoteplotní pájení zahrnuje použití plynového hořáku běžícího na propan nebo butan jako topné těleso. Když ale najednou vyvstane otázka, jak doma pájet hliník, můžete stejně snadno použít foukačku.

V případě vysokoteplotního pájení je nutné neustále sledovat teplotu ohřevu pájených ploch. K tomuto účelu použijte kousek žáruvzdorné pájky. Jakmile se pájka začne tavit, znamená to dosažení požadované teploty a ohřev dílu je nutné zastavit, jinak může dojít k roztavení a následné destrukci celé konstrukce.

Pro nízkoteplotní pájení se používá elektrická páječka o výkonu 100 až 200 wattů v závislosti na velikosti pájených dílů. Čím větší součást, tím výkonnější páječku bude nutné použít k jejímu zahřátí. Současně je 50wattová páječka docela vhodná pro pájení drátů.

V obou případech, jak u vysokoteplotního pájení, tak u nízkoteplotního pájení, jsou fáze procesu přibližně stejné a sestávají z následujících po sobě jdoucích kroků:

• Mechanické zpracování budoucí oblasti pájení. Provádí se pomocí všech druhů abrazivních prostředků. Účel: oslabit povrchový oxidový film a učinit jej citlivějším na tavidlo.
• Odmaštění oblasti pájení pomocí organických rozpouštědel jako je alkohol, aceton, benzín.
• Upevněte díly v požadované poloze.
• Nanášení tavidla na povrchy, které mají být pájeny. Pokud se používá tekuté tavidlo, je nejlepší jej nanášet štětcem.
• Zahřátí pájené oblasti pomocí elektrické páječky nebo plynového hořáku.
• Nanášení roztavené pájky na pájenou oblast a pocínování kovových povrchů (rozložení pájky v rovnoměrné vrstvě).
• Kovové plochy spojíme a zafixujeme v příslušné poloze.
• Poté. Jakmile pájka vychladne a díly jsou zapájeny, omyjeme pájenou oblast pod tekoucí vodou, aby se smyly zbytky tavidla.