Пайка алюминия: подготовка поверхности

• Перед соединением пайкой алюминиевых деталей их поверхность требует определенной подготовки.
• Как минимум производят обезжиривание поверхностей под пайку, то есть удаляют с нее все масла, жиры и другие загрязнения.
• Это относится к любому типу пайки – низкотемпературной пайке и высокотемпературной пайке.

Механическая обработка поверхности

• Для термически неупрочняемых алюминиевых сплавов обычно бывает достаточно обработки паром или промывки растворителями.
• Для термически упрочняемых алюминиевых сплавов обычно проводят химическую подготовку поверхности для снижения толщины оксидной пленки.
• Химическую подготовку не рекомендуют для вакуумной пайки без применения флюса.
• Применяют также очистку стальной «ватой», абразивной тканью или механическими проволочными щетками. Заусеницы на алюминиевых деталях перед пайкой обязательно удаляют.

Химическая подготовка поверхности

Химикаты

Перед пайкой алюминиевых деталей часто применяют их погружение на 30 секунд в раствор, состоящий из равных частей азотной кислоты и воды. После такой обработки детали тщательно промывают в чистой воде (желательно горячей) и сушат горячим воздухом.

Алюминиево-кремниевые сплавы требуют специального травителей, так их кремниевые компоненты не травятся многими щелочными и кислотными растворами.

• Однако эти специальные растворы включают плавиковую кислоту, которая весьма опасна для здоровья, а также требует специальной футеровки ванны.
• Поэтому она применяется редко и с большой осторожностью.

Чаще для химической подготовки поверхности этих алюминиевых сплавов применяют обработку в течение 30 секунд в теплом (65 ºС) водном растворе гидроксида натрия. Для удаления темного налета, который образуется после этой обработки применяют промывку в холодной воде, обработку в растворе азотной кислоты, промывку в воде (лучше горячей) и сушку горячим воздухом.

Качество химической очистки

Химическая очистка алюминия обеспечивает очень хорошие условия для пайки. Очистка в растворе каустической соды особенно эффективна, хотя остатки щелочного раствора могут неблагоприятно влиять на качество пайки. Остатки азотной, серной и фосфорной кислот могут сделать пайку вообще невозможной. Поэтому после химической обработки – щелочной или кислотной – очень важна тщательная промывка чистой водой.

Для лучшего качества пайки ее надо проводить непосредственно после подготовки поверхности и не позднее 48 часов после нее. Если принять должные меры предосторожности от загрязнения подготовленной поверхности, то подготовленные детали можно паять и через несколько недель.

Термическое обезжиривание

• При производстве, например, теплообменников, применяют специальную печь термического обезжиривания (рисунок). Она обычно работает при температуре от 250 до 300 ºС.
• Пары от легко испаряющихся масел подвергают окислению в специальных камерах сгорания.
• Для более тяжелых масел может потребоваться специальная система очистки отходящих газов.
• Обезжиренные изделия после обработки охлаждают до комнатной температуры и только затем переходят к следующей операции, например,  нанесению флюсов.

Рисунок – Печь термического обезжиривания [2]

Источники:

1. Aluminum and Aluminum Alloys, ASM International, 1996
2. EEA Aluminium Automotive manual – Joining – Brazing, EEA, 2015