Алюминий и его сплавы находят широкое применение для изготовления паяных конструкций в авиационной, электротехнической, радиотехнической и ряде других отраслей промышленности.
Особенности пайки алюминиевых сплавов определяются такими факторами, как высокая стойкость окисной пленки, низкая температура солидуса большинства промышленных сплавов, высокая теплоемкость алюминия.
Алюминий, обладая большим сродством к кислороду, образует химически и термодинамически стойкий окисел А1203, который находится на его поверхности в виде плотной и прочной пленки.
Состав и структура окисных пленок на поверхности алюминиевых сплавов зависят от состава последних. Так, на поверхности алюминиево-магниевых сплавов присутствует смесь окислов А1203 и MgO.
При пайке алюминиевых сплавов окислы удаляют флюсами в вакууме с добавлением паров магния, трением, абразивным и ультразвуковым лужением.
Кроме того, разработаны способы пайки путем контактного плавления, а также по защитным и барьерным покрытиям и др.
Для высокотемпературной пайки алюминиевых сплавов в качестве флюсов применяют смеси солей хлоридов щелочных и тяжелых металлов с добавками фторидов металлов. Пайку алюминия с указанными флюсами производят припоями на основе алюминия типа силумин, 34А, П575А, П300, П250 и др. Зазор при флюсовой пайке должен быть не менее 0,1-0,25 мм.
Высокотемпературная флюсовая пайка алюминия и его сплавов может производиться с применением газопламенного, печного, индукционного, контактного нагрева, а также путем погружения в расплавы флюсов.
Для пайки алюминиевых деталей применяют пламя бензовоздушных и газовоздушных горелок. Ацетилено-кислородное пламя непригодно, так как оно снижает активность флюсов.
Для пайки тонкостенных ажурных конструкций из алюминиевых сплавов хорошие результаты обеспечивает печной нагрев. Скорость нагрева под пайку зависит от толщины стенок соединяемых деталей.
Температуру печной пайки с применением припоя 34А и флюса 34А поддерживают в пределах 550-560°С, при пайке эвтектическим силумином 580-600°С.
Применение флюса 34А при печном нагреве опасно ввиду возможности значительного растворения основного металла цинком, выделяющимся из флюса.
В случае пайки тонкостенных деталей это может привести к сквозному проплавлению. Лучшие результаты дает применение флюсов, в которых хлористый цинк заменен на хлористое олово, хлористый кадмий или хлористый свинец.
Это приводит к резкому снижению растворения паяемой поверхности металлом, выделяющимся из флюса.
Пайка в солевых ваннах отливается высокой производительностью. В связи со значительной температурой пайки (580-620°С) этим способом паяют сплавы с высокой температурой ликвидуса: АД1, АМц и др. Припои должны быть заранее нанесены в виде покрытия или плакирующего слоя (папка пластинчатых теплообменников).
В случае пайки в солевых расплавах состав флюсовой ванны не должен содержать активных хлоридов типа ZnCl2 из-за сильного растворения основного металла. Для нормальной работы ванны необходимо тщательное удаление из расплава влаги и солей тяжелых металлов. Для этого солевую ванну протравляют алюминием при температуре около 600°С. Еще более высокой степени очистки удается достигнуть применением порошка сплава 30% А1 и 70% Mg.
При подготовке поверхности деталей из алюминиевых сплавов к пайке рекомендуется после обезжиривания деталей производить травление их в 10-15%-ном растворе едкого натра при температуре 60°С с последующей промывкой в холодной воде и обработкой в 20%-ном растворе азотной кислоты, после чего следует тщательная промывка в проточной горячей и холодной воде и сушка горячим воздухом. Пайку рекомендуется производить не позже чем через 6-8 ч после травления.
При пайке погружением в расплав флюса необходим предварительный подогрев изделий до 400-500°С. Сборку изделий под пайку производят с помощью специальных приспособлений, не взаимодействующих с солевыми расплавами. Приспособления изготовляют из нержавеющих сталей, инконеля, керамики.
