Rosnerud-spb.ru

Ремонт СПБ
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Пайка алюминия со сталью

Сочетая преимущества стали и алюминия

При любом сравнении стали и алюминия, как конструкционных материалов, необходимо учитывать многочисленные технические и экономические критерии. К ним относятся: масса, прочность, жесткость, предел текучести или обрабатываемость, а также доступность ресурсов, стоимость сырья, производственные затраты и последующие расходы. В частности, в сфере производства легких конструкций предпочтительнее выбирать оптимальную комбинацию обоих материалов: твердую сталь для конструкций с тяжелыми условиями работы, в сочетании с легким алюминием для конструкций, испытывающих меньшие напряжения. До недавнего времени, тем не менее, использование дуговой сварки для таких соединений не представлялось возможным, несмотря на многочисленные технические и экономические достоинства технологии. Компании Fronius удалось решить эту проблему.

Легкие конструкции обеспечивают существенные преимущества при использовании в автомобилестроении, например, при создании эксклюзивных автомобилей, в кровельных конструкциях промышленных предприятий или на ветросиловых установках. В автомобилестроении легкие конструкции играют особенно важную роль. Масса кузова составляет большую часть от общей массы автомобиля (порядка 40%). Если транспортному сектору необходимо сократить выбросы CO2, снижение веса и внедрение новых идей — это первое, с чего можно начать. Снижение веса на 100 кг может обеспечить снижение расхода топлива до 0,3 л/100 км, что в свою очередь снизит выбросы CO2 на 700 г/100 км.

Учитывая необходимость обеспечивать приемлемую массу и ёмкость аккумулятора, масса кузова — критически значимый параметр для электромобилей. Значительное сокращение массы таким образом продолжает оставаться основной целью современного кузовостроения.

Это означает, что технология соединения материалов играет значимую роль в сфере производства легких конструкций, в частности в плане соединения стали и алюминия. Для решения данной задачи компания Fronius заключила партнерство с австрийской сталелитейной компанией Voestalpine. Цель проекта состояла в разработке заготовок из стали и алюминия с высокой способностью к формообразованию, причем заготовки из обоих металлов соединяются с использованием технологии термического соединения.


Рис. 1: Элементы, изготовленные из гибридных листов из металлов, способны систематически поглощать, например, энергию удара, возникающего в результате аварии.

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

  • Высокий процент брака после завершения процесса;
  • Пайка алюминий-медь требует большого количества различных дополнительных материалов, многие из которых являются узкоспециализированными, без которых невозможно получить качественное соединение;
  • Иногда необходимо подбирать стальные муфты того же диаметра, что и свариваемые трубы;
  • Процесс пайки оказывается весьма дорогостоящим благодаря использованию флюсов, специальных припоев и других дополнительных средств;
  • Многие из дополнительных расходных материалов находятся в трудном доступе, так как не относятся к распространенным и часто употребляемым;
  • Далеко не каждый метод пайки из существующих оказывается подходящим для конкретного случая;
  • Справиться с работой может только мастер с большим опытом и в домашних условиях это трудноосуществимый процесс.

Трудности пайки

Основная трудность пайки заключается в том, что металлические изделия из этих материалов не могут нормально соединиться, так как даже при схватывании припоя шов может треснуть даже при относительно небольшом механическом воздействии. Положение усложняется оксидной пленкой алюминия, которая обволакивает материал припоя, мешая нормальному соединению, а также не плавится от температурного воздействия. С этим может помочь в борьбе хорошая очистка и обработка растворителем с последующим нанесением специализированного флюса.

Пайка алюминия с медью

Читать еще:  Плавка меди в домашних условиях: температура, инструменты, правила

Работа с медью также получается не простой в данном случае. Ведь даже припой для пайки медных труб оказывается не совсем подходящим для такого процесса. Он является тугоплавким, что и требуется для такого металла. В то же время алюминий может иметь более низкую температуру плавления, что приведет к его прогоранию прежде, чем расплавится сам припой. Таким образом, пайка алюминия с медью твердым припоем оказывается достаточно проблематичной. Припой для плавки алюминия может не подойти для меди, так как оказывается слишком легкоплавким, но это уже более подходящий вариант, так как многие мастера, особенно при работе в домашних условиях, используют серебряные припои.

Возможные способы пайки алюминия с медью

Пайка алюминия с медью в домашних условиях и на производстве может проводиться следующими способами:

  • Пайка с помощью муфты. В данном случае между металлами вставляется стальная часть, так что и медь и алюминий припаиваются с различных сторон стали более удобными способами, что помогает получить надежное соединение, так как со сталью и другими сплавами они взаимодействуют намного лучше, чем между собой.
  • При использовании специальных припоев. Современные разработки, к примеру, как присадочный материал марки Castolin и специально разработанные флюсы к нему, помогают решать многие сложные вопросы. Большим недостатком такого способа является высокая стоимость расходных материалов и слабая распространенность.

Припой для сварки алюминия с медью

  • Поверхностная пайка. В данном случае из алюминия делают раструб, чтобы в него могла войти медная трубка. Края этого раструба запаивают легкоплавкими припоями, захватывая большую часть поверхности медной трубы, чтобы увеличит площадь соединения.

Материалы и инструмент

Вне зависимости от того, необходима вам пайка алюминия с медью провода, трубы или листов, для этого понадобятся:

  • Горелка (газовая или бензиновая) или паяльник, в зависимости от условий, в которых это все проводится;
  • Припой, который будет подходить для выбранного способа, так как для пайки через стальную муфту требуются расходные материалы, которые будут рассчитаны на пайку со сталью;
  • Флюс, подобранный под припой, чтобы улучшить взаимодействие с разными металлами;
  • Стальная, или из какого-либо другого сплава, муфта, если выбран именно этот метод;
  • Инструменты для фиксации заготовок и разделки раструба.

Пошаговая инструкция

  1. Осуществляется полная подготовка всех металлических изделий, которые будут принимать участие в пайке. Это включает разделку кромок, подготовку раструба, механическая обработка щеткой и растворителями, чтобы снять все имеющиеся налеты и образовавшиеся пленки.
  2. Затем детали надежно фиксируются, чтобы во время процесса не было ни какого движения и смещения.
  3. На следующем этапе следует обработать концы деталей флюсом.
  4. Далее уже можно приступать к непосредственному спаиванию. Если выбран метод через муфту, то сначала она припаивается к одной заготовке, к примеру, медной трубе. Потом нужно выделить время на остывание и проверку качества, чтобы не было трещин и щелей. Только после этого следует приступать к соединению со второй частью, которое осуществляется точно также, но с помощью других расходных материалов.
  5. После окончания процедур дать шву остыть и проверить полностью готовое изделие на отсутствие брака, прежде чем пускать его в эксплуатацию.

При выборе расходных материалов нужно обращать внимание на прочность получаемого соединения, что особенно важно при работе с трубами, которые эксплуатируются под давлением.»

Конструктивной

Этот вид сталей характеризуется наличием хрома, применяемого в качестве легирующей добавки. Благодаря хрому сталь приобретает необходимые механические характеристики.

Однако наличие этого легирующего компонента существенно затрудняет процесс пайки, так как на поверхности конструкционных сталей образуется довольно прочная и с трудом разрушаемая плёнка окисла.

Припаять сталь с добавкой хрома можно, применяя активный флюс, содержащий кислоты. Кроме этого, для получения качественного результата, используются специальные приспособления, создающие защитную атмосферу в зоне осуществления пайки.

Кроме этого, стальную поверхность, подготовленную для пайки, покрывают слоем порошка, содержащего металлические компоненты. Этот защитный слой предотвращает окисление стальной поверхности и выгорание легирующих элементов в процессе нагревания.

Паяное соединение легированных сталей производится с применением твёрдых припоев, содержащих медь, серебро или никель.

Подготовка изделий

Надежность, а также отменное качество соединений обеспечивается не только использованием правильной технологии, но и от подготовительных работ. К ним относится обработка запаиваемых поверхностей. Она необходима для удаления загрязнений и тонкой оксидной пленки.

Механическую обработку выполняют с помощью шлифовальной шкурки, металлической щетки, проволочной нержавеющей сетки или шлифовальной машинки. Помимо этого, используются для очистки разнообразные кислотные растворы.

Обезжиривание поверхности выполняется с использованием растворителей, а также бензина или же ацетона. На зачищенном алюминиевом участке оксидная пленка появляется практически сразу, однако ее толщина значительно ниже первоначальной, что облегчает паяльный процесс.

Телефонфакс:
(495) 223-27-98,
(495) 662-67-93

Для получения подробной консультации Вы можете связать с нами по электронной почте:

Официальный представитель фирмы ЗАО ПФ «Плавка и пайка» в республике Беларусь, ООО Компания «Двина»

г. Минск:
8-10-(37517)-3925356
Гайк Борисович
8-10-(37517)-3233442
Наталья

г. Смоленск:
8-(4812)-209597
Гайк Борисович

Дополнительные вопросы присылайте на электронную почту:

Сварка алюминия со сталью

  • Авторизуйтесь для ответа в теме

#21 konstantinXX

4047+фа-34, дёшево и очень сердито)

  • 3
  • Наверх
  • Вставить ник

#22 АВН

Есть три способа: быстрый, медленный и малобюджетный.

Читать еще:  СВАРКА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ДВЕРЕЙ

Сообщение отредактировал АВН: 11 Сентябрь 2015 17:21

  • Наверх
  • Вставить ник

#23 sakh999

Из собственного опыта могу сказать сварка невозможна( если только взрывом, трением и др. небюджетными способами).
Но возможно соединение двух разных металлов с помощью правильной сборки соединения и расчета теплового расширения. Т.е. необходимо делать «замки» и наплавлять более расширяющийся металл.
Ярким примером является пост выше где припаяна гайка, но пайка ее удерживает только от проворачивания, на разрыв прочность совсем никакая.

В свое время при помощи полуавтомата соединял алюминиевые трубы( ак сплав) с аустенитными нержавейками. Для этого на нержавейке делался снаружи буртик и она всегда вставлялась внутрь алюминиевой трубы, затем происходила наплавка алюминия и при остывании алюминий стягивал трубку. Опресовывал до 10кг/см держит, работает годами)

  • 5
  • Наверх
  • Вставить ник

#24 Nos

Эх, мне бы толькА бы йета суметь.

  • Участник
  • Cообщений: 281
    • Город: Москва

    .
    Но возможно соединение двух разных металлов с помощью правильной сборки соединения и расчета теплового расширения.

    Наверное, ежели не только об алюминии, но обо всех базах сплавов говорить то соединение то возможно. Только множество вопросов будет к его свойствам, и не только механическим.
    Однажды делать было нехрена, подматвывать было нечем, потом до магазина за льном и фторопластом далеко было топать. Черняга+Латунь через CuSi3, но из-за «бешенной» латуни с первого раза только около половины стыков выдержало испытания на герметичность. Опрессовка обязательна. Даже прессовалку сделал с обжимной муфтой. 9атм. держит. А уж когда были проверены на герметичность эти соединения с кипящим цинком, то патрубки из обычной стали уже без труда были приварены в систему, всё собрано, работает, не течёт. Жду когда начнётся коррозия:

    АВН, расскажите пожалуйста про малобюджетный.

    Сообщение отредактировал Nos: 14 Сентябрь 2015 01:14

    • 4

    Ну чё ана ни свариваица та.

    • Наверх
    • Вставить ник

    #25 konstantinXX

    но пайка ее удерживает только от проворачивания, на разрыв прочность совсем никакая.

    • 2
    • Наверх
    • Вставить ник

    #26 sakh999

    Ну очень интересно как такое возможно:
    AL-Steel.jpg

    Насколько мне известно такие вещи раньше(может быть и сейчас) применялись в судостроении для соединения алюминиевых рубок со стальной палубой.

    Вся суть заключается в использовании переходной пластины, в которой два металла сварены взрывом.

    • 1
    • Наверх
    • Вставить ник

    #27 АВН

    Собственно это и есть малобюджетный способ. Заказать в ЦНИИ КМ технологию на изготовление КБМ и получить к своему бюджету приставку «мало-«. Если кто внимательно читал в Курилке «Истории. «, то там уже давно описан способ приварки стального болта к листу АМг.

    Nos, коррозия начнётся — бывший ТАК «Адм. Горшков» тому пример.

    • Наверх
    • Вставить ник

    #28 Nos

    Эх, мне бы толькА бы йета суметь.

  • Участник
  • Cообщений: 281
    • Город: Москва

    . коррозия начнётся — бывший ТАК «Адм. Горшков» тому пример.

    Весьма наслышан, про то как недооценили потенциальную опасность коррозии на том корабле.

    Иногда терзают очень невесёлые мысли. В резьбовых стыках стали с латунью и прочим цветметом, даже с учётом подмотки сплавы с разными базами (Fe, Cu) наверняка довольно плотно контактируют друг с другом. А вот коррозия в самом зверском виде происходит не всегда.

    То ли сильно влияет наличие или отсутствие на трубопроводе выравнивания потенциалов, за которое Энергонадзор при приёмке электроустановок здания весь мозг выносит. То ли от среды идущей по трубам. Чаще замечал «венерические заболевания» на арматуре именно отопления и теплоснабжения, по которым идёт «подготовленный» химикатами и солями теплоноситель. Но прецеденты на лицо.

    Ну чё ана ни свариваица та.

    • Наверх
    • Вставить ник

    #29 Cварщик Джо

    Чтобы тут не писали, думаю, сварить алюминий со сталью аргонодуговой сваркой невозможно, слишком разные температуры плавления у них. Разве что каким-то образом расплавленный алюминий внутри стальной трубки смачивает сталь и схватывается с ней — такой вариант путем каких-то «ухищрений» возможен.

    Что касается пайки — паяется алюминий со сталью прекрасно. Например, припоем castolin 192. Прочность соединения алюминий (АМц)-углеродистая сталь (Ст.3, Ст.10) порядка прочности соединения АМц-АМц. Испытывалась на образцах, спаяных внахлест с зазором под припой, и проверенных на прочность при сдвиге на разрывной машине. Большая часть образцов АМц-углеродистая сталь рвутся по алюминиевой части образца (не по паянному шву), но и те, которые рвутся по шву, рвутся при нагрузке близкой к той, при которой разрушается АМц.

    А вот АМц -ст.12Х18Н10Т тоже паяется, но соединение получается менее прочное в 2 раза, чем при пайке с углеродистой сталью. И при испытании на разрыв при сдвиге все образцы рвутся по шву.

    • 1
    • Наверх
    • Вставить ник

    #30 konstantinXX

    Cварщик Джо, алюминий прекрасно сваривается со сталью. и не мешают разные температуры плавления. дело в том, что алюминий в расплаве способен диффундировать в сталь и образующийся при этом тонкий слой интерметаллида имеет низкую температуру плавления. он плавится, потом новая порция и т.д. по нарастающей. беда в том, что этот интерметаллид очень хрупок.

    • 2
    • Наверх
    • Вставить ник

    #31 selco

    чо думаю , то и пишу.

  • Участник
  • Cообщений: 8 908
    • Город: Электросталь
    • 8
    Читать еще:  Негорючий утеплитель для дымохода — базальтовая вата

    чо думаю , то и пишу.

    • Наверх
    • Вставить ник

    #32 круазик


    Популярное сообщение!

    Идея соединить нержавейку и алюминий продвинулась в стадию практики.

    • 17
    • Наверх
    • Вставить ник

    #33 Lexanec

    Это способ (пайки) известен давно и широко используется у холодильщиков. И я это делаю когда нужно припаять алюминиевую морозилку к медному трубопроводу или стальному(в бюджетных холодильниках). Припой Кастолин 1827 и флюс АЛ 51. Выдерживает давление нагнетание компрессора на R410 фреоне 40 кгс/см2. Способ не совсем бюджетный припой дорогой да и флюс не дешевый посему баловаться не буду(паять просто так куски металла ради фото)Но работаю этим припоем уде давно.

    • 5
    • Наверх
    • Вставить ник

    #34 Миротворец

  • Администратор
  • Cообщений: 7 194
    • Город: г. Иркутск. Александр, можно на ты

    Это способ (пайки) известен давно

    По фотке на пайку не похоже.

    • Наверх
    • Вставить ник

    #35 AKeeper

    • 1
    • Наверх
    • Вставить ник

    #36 Lexanec

    По фотке на пайку не похоже

    А в чем разница при использовании источника нагрева детали при пайки ? Паять можно и пропан, пропан+кислород, МАРР, МАРР+кислород, электрическая дуга в среде аргона то есть ТИГ, плазма. Разница в сварки и пайки я обьяснить не буду всем это и так понятно. Ну на всякий случай напомню сварка — это по простонародию сплавление с применением присадочного материала или без(сварка телом) Пайка -соединение деталей с помощью припоя без плавления деталей. А источник нарева может быть любой от строительного фена и пропана до плазмы.

    А если это была бы сварка (что в принципе не возможно) потому как у стали температура плавления 1500-1800 и у алюминия 680-720. Да и при попадании в расплавленный металл алюминия происходит процесс раскисления. Алюминий в основном служит раскислителем. Он восстанавливает оксиды железа и поглощает растворенный кислород. В результате образовавшийся оксид алюминия всплывает и поглощается шлаком. Само по себе легирование алюминием пользы не несет и даже может быть вредно. Но легирование алюминием хромистых жаростойких сталей значительно увеличивает их жаростойкость за счет образования более прочной оксидной пленки. А посему,как тут писали ранее никакие диффузии не происходят. А происходит на границе сплава сталь-алюминий образование оксидной пленки Al2O3 А он (этот оксид ) черезвычайно тверд и хрупок. И прочность такой шов иметь не будет.

    Сообщение отредактировал Lexanec: 19 Август 2017 12:56

    • 1
    • Наверх
    • Вставить ник

    #37 Миротворец

  • Администратор
  • Cообщений: 7 194
    • Город: г. Иркутск. Александр, можно на ты

    А в чем разница при использовании источника нагрева детали при пайки ?

    Припой Кастолин 1827 и флюс АЛ 51.

    • Наверх
    • Вставить ник

    #38 Lexanec

    именно это и есть материалы для пайки так как работать с этими материалами можно только феном. Потому как алтюн 51 черезвычайно горюч и горелка то есть открытый огонь это флюсу сразу хана. И припой 1827 температура плавления 270 градусов. Так что в сравнении с температурой плавления алюминия ровно в три раза меньше ну а со сталью вообще не сравнимо. Так что это материалы именно только для пайки

    Это фото в подтверждение тому что у меня это есть и я им работаю

    С право в банке флюс 51

    Сталь включая нержавейку(пробовал на медицинской) паяет еще лучше чем медь правда при пайки запах полный швах!

    Сообщение отредактировал Lexanec: 19 Август 2017 15:43

    • 1
    • Наверх
    • Вставить ник

    #39 Миротворец

  • Администратор
  • Cообщений: 7 194
    • Город: г. Иркутск. Александр, можно на ты

    Lexanec,На фотке больше на ТИГ пайку похоже.

    Идея соединить нержавейку и алюминий продвинулась в стадию практики.

    В чем преимущества пайки металлов перед свариванием?

    Рассмотрим, а какие же именно преимущества нам дает пайка металлов, в отличие от сварки:

    • Первое и самое главное преимущество заключается в том, что спаиваемые металлы не нагреваются до температуры плавления. Плавится только припой. В результате этого не нарушаются химические свойства металлов, они не теряют своих характеристик;
    • Перед пайкой металлов нет необходимости более тщательно подготавливать заготовки, как это делается в случае сварки;
    • Можно использовать простое и неприхотливое оборудование для пайки, которое не такое требовательное к питанию домашней электросети.

    Ну и что касается прочности пайки, то она практически ничем не уступает сварке. Таким образом, пайка металлов является отличным вариантом для выполнения ремонтных работ или изготовления сложных конструкций.

    Техника безопасности при пайке

    При работе с паяльником и прочими инструментами и материалами, нужно соблюдать такие правила безопасности:

    • материалы нужно использовать исключительно по их назначению;
    • инструменты и материалы должны выбираться в соответствии с техникой безопасности, нельзя использовать неисправные аппараты;
    • помещение, где проходит процесс пайки, должно быть проветренным;
    • при работе не забывайте надевать защитные очки, перчатки, открытые участки тела нужно покрыть специальной рабочей одеждой.

    Процесс пайки невозможен без применения электрического паяльного аппарата, вспомогательных средств, а также таких материалов для работы, как флюс и припои. Как вы смогли убедиться из данного материала, они играют немаловажную роль в данной работе.

    голоса
    Рейтинг статьи
    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector