tak zde slíbené tvrdé pájení hliníku...
Spojování hliníku pájením
Hliník a jeho slitiny jsou obecně laickou veřejností považovány za nesvařitelné nebo v lepším případě velmi obtížně svařitelné (ikdyž to tak ve skutečnosti není) Nechci se pouštět do technologických detailů, proto berte následující spíše jako „úvod do spojování hliníku za pomocí tepla“.
I. Svařování a pájení
Nejprve drobný detail, který laik nepostřehne, ale některé profesionály dokáže vytočit – svařování
(angl.“ welding“) hliníku a pájení (měkké
(angl.“ soldering“), tvrdé
(angl.“ brazing“)) jsou dva různé způsoby spojování. Rozdělujícím kritériem je teplota.
Svařováním rozumíme spojování kovů za vysokých teplot, u hliníku navíc v ochranné atmosféře (TIG, WIG atd…) kde dochází k místnímu roztavení svařovaných částí.
Při měkkém
pájení jsou kovy naopak spojovány pomocí přídavného kovu o nízkém bodu tavení (cca pod 450° C) a pod bodem tavení kovů, které mají být spojeny. Při tvrdém pájení je teplota tavení přídavného kovu vyšší než 450° C a dosahuje hodnoty až 1000° C, přičemž jako nástroj pro tvrdé pájení se zde často používá plamen. Přídavný kov je "vtažen" kapilárním účinkem mezi těsně přiléhající spojované plochy. Měkké pájení se používá u mědi a jejích slitin, u zinku, oceli a hliníku a u jejich slitin. Nejběžněji používaným přídavným kovem je cín, v případě hliníku je však nutné používat speciální přídavné materiály. Ve srovnání s tvrdým pájením se při měkkém pájení získají spoje s nižší pevností. Použije-li se slitina se stříbrem, je výsledná pevnost spoje značně lepší.
Tvrdé pájení je způsob spojování kovů, při němž je teplota tavení přídavného kovu vyšší než 450° C, avšak stále nižší než teplota spojovaných kovů. Při tzv. nánosovém pájení kov není rozprostřen kapilárním účinkem, ale nanáší se na plochu pro vyrovnání nerovností - např. pro opravy odlitků. Jak měkké pájení, tak i tvrdé pájení, lze snadno automatizovat. Pro oba uvedené druhy pájení se často používá plamen vznikající spalováním hořlavého plynu s kyslíkem, popř. vzduchem, dle požadavků příslušného procesu.
V další části se budu věnovat s ohledem na amatérské podmínky (ne každý má doma TIG) pájení hliníkových slitin
II. Měkké pájení hliníku
S měkkým pájením hliníku nemám zkušenosti, v dnešní době jsou dostupná tavidla, která umožňují pájet hliník podobně jako pocínované plechy obyčejnou páječkou. Prohledejte e-shopy obchodů např. s elektronickými součástkami. Měkké pájení tenkého hliníku na
youtube
III. Tvrdé pájení hliníku
Hořák
Jak bylo uvedeno, pro tvrdé pájení hliníku je zapotřebí hodně tepla (cca 600°C) a vhodný přídavný kov. Teplo nejsnadněji získáte ručním hořákem na propan-butan, mají je dnes snad v každém kutilském obchodě. Docela pěkné hořáky jsem našel
zde a pořídil jsem konkrétně
tento (doprava ze skladu z Polska za 99CZK přes Global Parcel, doma byl druhý den) Hořák je lehký, dobře se s ním dělá, určitou nevýhodou je plnění malými (100ml) nádobkami za cca 60-100kč, v přepočtu na jednotku objemu je náplň v malém balení dražší. Dají se koupit v OBI, Hornbachu a obou Bau..
Alternativou jsou hořáky určené k pájení měděných trubek (cca 600-900CZK, náplň 200ml cca 50Kč, opět v Bau, Horn.., Obi) Hořáky se neplní, ale mění se přímo nádobky s plynem a hořák je tak méně skladný (věc názoru)
Další alternativou je nádherný malý hořák od Dremelu
VersaFlame
Mezi výše uvedenými hořáky jsem dlouho váhal a zvítězila univerzální zlatá střední cesta (která ovšem, jak se v praxi podle tlouštky materiálu ukázalo, nevede vždy k perfektnímu cíli)
Pájka
Hliníkových pájek existuje celá řada, za zmínku stojí spíše to, zda budete ochotni zbytky tavidla odstraňovat (časem dochází k mírné korozi) nebo zda použijete tyčinky s nekorozívním tavidlem (ponechává se na místě). Zvolil jsem pájku pro vyšší teploty, nekorozívní
Castolin 190 FB
Castolin má tvar tenkých dlouhých trubiček s tavidlem uvnitř.
Pozn: Castolin nakonec došel po několika dnech čekání (problém na straně přepravní společnosti „Radiálka“, z tarifu 24hod/1 den nakonec byly dny 3) Na fotce vypadá pájka pěkně, ve skutečnosti přišla hromada lehce pozohýbanch „drátů“ ručně zamotaná v černém igelitu… tak jen doufám, že došel skutečně Castolin 190FB a ne něco jiného…
Instruktážní videa tvrdého pájení hliníku na youtube (Castolin je de facto totéž)
http://www.youtube.com/watch?v=QBkF_3Uzirg
http://www.youtube.com/watch?v=mMADiAMfe00
Způsob pájení
Existují dva způsoby pájení
- nahřeje se materiál, pak se přiloží pájka a vše se pak nahřívá společně
- nahřeje se materiál a drátem pájky se po místě spoje jezdí, spoje je natolik zahřátý, že pájku taví
V praxi se mi osvědčil spíše druhý postup s občasnou kombinaci s prvním. Druhý způsob není vhodný pro tenké materiály z důvodu malé akumulace tepla ve spoji.
Praxe (aneb “Život je boj”)
Nejprve se podíváme na pájení tenkých hliníkových plechů. Použitý nastříhaný materiál má tl. 0.5mm, šířku 10mm a cílem bylo připájet profil L ze stejného materiálu k rovnému plechu.
Úplně vlevo je první pokus – plamen hořáku je moc silný a obě části se roztekly.
Uprostřed je pokus s redukovaným plamenem, materiál se přesto začal natavovat.
Vpravo je pokus se stejným plamenem, ale nahřívání materiálu je už uděláno na základě předchozích zkušeností. Spoj je pěkný, pevný.
Pravidlo č.1: Pozor na to, že teplota hořáku je výrazně vyšší než bod tání hliníku
Další pokus se svařováním stejného materiálu. Tady to dopadlo docela tragicky
Vlevo vidíte opět přehřátý materiál, který se propálil, totéž se stalo v menší míře vpravo. Zhruba uprostřed směrem doprava je docela slušný spoj. Jakkoliv vnější vzhled nepůsobí dvakrát vábně, pájka protekla mezi plechy a vytvořila pevný a neporušený spoj.
Hlavní příčinou propálení je ale třeba hledat jinde – během ohýbání plechu jsem pájené místa držel v prstech, hliník zoxidoval víc než je zdrávo a pájka se roztékala směrem od spoje (čistější povrch), místo do spoje. Snaha o nahřívání a opětného roztavení pájky vedla k propálení materiálu aniž by měla podstatný vliv na zatečení pájky. Přidávání nové pájky má výsledky tak 50:50, pájka má na již existující přepálené pájce snahu tvořit kuličky a musí se pak po vychladnutí odstranit kýváním v kleštích.
Pravidlo č.2: Před pájením musí být plochy čisté, nejlépe přejet drátěným kartáčkem. Na ploše nesmí být otisky mastných prstů.
Pravidlo č.3: Castolin je hodně „rozutíkavá“ pájka. Jak přilne k materiálu, má snahu se roztéct všude kolem Pozn: u pájení podobných ploch by možná stálo za to zkusit udělat podél budoucího spoje rýhy aby se pájka neroztékala ve všech směrech. Tady musím ještě trochu experimentovat
Dalším pokusem je pájení dvou L profilů tl. 1.5mm k sobě a připájení trubičky průměru 8mm, tl. stěny 2mm
Všimněte si pevného spoje kolem trubičky.
a spoj dvou L profilů (dole) je taky dobrý.
Pozn: Castolin na povrchu trochu bublinkuje, spoj je ale uvnitř pevný.
Pravidlo č. 4: (viz pravidlo 1) materiál tl. 1.5mm odvádí z pájeného místa dost tepla a výkon použitého hořáku se zdá pro tloušťky kolem 2mm optimální.
Dalším pokusem je pájení L profilu a rozříznuté trubky (oboje tl. 1.5mm)
Vlevo se pájka nechtěla z nějakého důvodu chytit a musel jsem přidávat. Materiál je natolik tlustý, že odvádí teplo a nedochází k jeho roztavení.
Druhá strana. Na fotce to nevypadá nijak vábně, ale spoj je hladký, čistý, pevný. Je patrné, že pájka měla v pravé části opět tendenci se hodně roztékat (jak do spoje tak i od spoje)
Co na závěr?
Tvrdé pájení hliníku je určitě zajímavé a navíc i docela dobře realizovatelné v domácích podmínkách. (Určitě bych ale nepájel doma na stole) Teplota plamene kolem 600C je dost vysoká, kolem místa pájení a v jeho okolí (za ním) je dost vysoké tepelné pole a spolehlivě nataví plasty nebo opaluje dřevo v okolí. Pájení je třeba provádět na nehořlavé podložce (např. dlaždice) a dát pozor kam směřuje plamen.
Dále je třeba dát pozor na to, že materiál je nahřátý na vysokou teplotu a doba vychladnutí je na vzduchu proti měkkému pájení výrazně delší…
Pro tvrdé pájení hliníku je vhodné pořídit tzv. „třetí ruku“ – nějaký stojánek s plechovými klipsy do kterých se materiál upevní.
Alfou a omegou tvrdého pájení hliníku je správná teplota. Zejména tenké materiály (plech od CocaColy) je třeba nahřívat opatrně, s redukovaným plamenem a nahřívat větší plochu. Variantou by mohlo být použití menšího hořáku (nemám vyzkoušeno). V začátku je dobré zkoušet správnou teplotu na vzorcích a pájkou po nahřívaném místě zlehka škrábat než se začne roztékat. Castolin má bohužel tu špatnou vlastnost, že když se na konci drátku udělá kulička, je těžké s ní něco udělat (doporučuji odstřihnout). Kulička má tendenci natahovat do sebe roztavovanou pájku.
Další nepříjemnou věcí jsou opravy pájených míst – pájka se po zatuhnutí pokryje jemnou bílou hmotou a po nahřátí je třeba tuhle bariéru prorazit třeba škrábáním. Když se tak stane, Castolin se zase normálně roztéká po materiálu. Na některé místa se Castolin chytá špatně (zatím netuším proč) ale žádná hrůza to není. Dokonce, s trochou cviku, bych řekl, že až na vysokou teplotu se tvrdé pájení podobá měkkému pájení standardní cínovou pájkou s tím, že teplota tavení pájky se blíží teplotě tavení hliníku.
Pozn. Kdyby se vám nezobrazovaly obrázky, udělejte reload stránky nebo reload obrázku. Nějak blbne spojení na moje FTP a někdy se stane že se obrázky nezobrazí