ВВЕДЕНИЕ
На международной конференции по пайке алюминия, состоявшейся в Германии в 2007 году, был поднят вопрос о низкой распространенности данной технологии в России, несмотря на значительный объем производства алюминия в стране. Это обстоятельство послужило поводом для анализа причин сложившейся ситуации и прогнозирования перспектив развития пайки в Российской Федерации.
В период с 1970-х по 1980-е годы в России проводились интенсивные исследования в области пайки алюминия, что позволило достичь значительных результатов. Однако с сокращением объемов промышленного производства в стране наблюдалось снижение частоты применения данной технологии. Между тем алюминий является важным конструкционным материалом, широко используемым в авиационной, автомобильной промышленности, а также при производстве теплообменников и холодильного оборудования.
Одной из ключевых проблем при пайке алюминия является наличие на его поверхности оксидной пленки, препятствующей процессу соединения. Для удаления данной пленки применяются различные методы и материалы, в частности флюсы – химические вещества, способствующие разрушению оксидной пленки, улучшению растекаемости припоя и предотвращению коррозии. Наиболее распространенными являются флюсы на основе хлоридов и фторалюминатов.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПАЙКИ АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ
Пайка алюминия может осуществляться двумя основными методами: без использования флюсов и с применением флюсов.
Без применения флюсов:
-
Абразивная пайка – метод, основанный на механическом удалении оксидной пленки с помощью трения.
-
Фрикционная пайка – аналогичная методика, также использующая трение.
-
Ультразвуковая пайка – технология, основанная на воздействии ультразвуковых колебаний.
-
Пайка в вакууме – процесс, осуществляемый в безвоздушной среде.
С применением флюсов:
Флюсы выполняют функцию разрушения оксидной пленки на поверхности алюминия, обеспечивая равномерное растекание припоя.
Флюсы классифицируются на две основные категории:
-
Флюсы на основе хлоридов – характеризуются хорошей растворимостью в воде, однако требуют тщательной промывки для предотвращения коррозии.
-
Флюсы на основе фторалюминатов – обеспечивают защиту от коррозии, но могут создавать препятствия для нанесения покрытий на паяемые изделия.
Наиболее распространенным методом пайки алюминиевых изделий является использование специализированных печей, обеспечивающих автоматизацию процесса и гарантирующих высокое качество соединения. Однако для достижения оптимальных результатов необходимо строго соблюдать требования к подготовке и сборке изделий.
Для пайки сложных конструкций применяются печи с принудительной подачей газа. Флюсы наносятся в виде пасты, а припои могут быть представлены в форме тонких слоев или специальных элементов.
МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПАЙКИ АЛЮМИНИЯ
При пайке алюминия используются различные типы припоев, отличающиеся по своим физико-химическим свойствам:
-
Оловянные припои – характеризуются низкой температурой плавления.
-
Цинковые припои – также плавятся при относительно низких температурах.
-
Припои на основе алюминия и кремния – обладают высокой прочностью и коррозионной стойкостью, однако требуют более высоких температур для плавления.
-
Припои на основе алюминия, кремния и меди – обеспечивают высокую прочность и коррозионную устойчивость.
Для особо прочных изделий применяется эвтектический силумин, содержащий 12% кремния. Данный материал отличается высокой прочностью, однако его использование ограничено из-за необходимости применения высоких температур плавления.
Для высокотемпературной пайки алюминия используются флюсы на основе хлоридов и фторалюминатов. В Российской Федерации широкое распространение получил флюс 34 А, однако существует и ряд других альтернативных вариантов.
ВЫВОДЫ
На сегодняшний день в России накоплен значительный объем знаний и опыта в области пайки алюминиевых сплавов. Однако для эффективного применения данной технологии необходимо учитывать не только технологические аспекты, но и экономические факторы, включая объемы производства алюминия. Важным направлением является развитие отечественного производства материалов для пайки, что позволит обеспечить их доступность и снизить зависимость от специализированных зарубежных производств.
