Тешкоћа лемљења алуминијума, не само код куће, већ и у индустријској производњи, првенствено је последица посебних својстава овог метала, због чега се он битно разликује од осталих врста обојених метала, који се активно користе и у индустрији и у свакодневном животу.
Метални алуминијум има читав низ парадоксалних својстава, односно својстава која се међусобно искључују, али свеједно лако постоје у једном металу.
С једне стране, то је метал који има врло мало топљења; талиште чистог алуминијума је 660 степени. То је хемијски веома активан метал. Алуминијум је у стању да одмах уђе у хемијске реакције са готово свим активним супстанцама . То је врло мекан и не баш издржљив метал.
С друге стране, изузетно висока хемијска активност алуминијума доводи до чињенице да он одмах улази у хемијску реакцију са кисеоником који се налази у околном ваздуху, при чему настаје филм алуминијум оксида: Ал2О3 на његовој површини. Алумина има друго име - корунд. Ово је веома јака, апсолутно хемијски инертна супстанца. Тачка топљења: 2400 степени. Употребљава се у индустрији као ватростални материјал.
Метални алуминијум
Тако можемо рећи да у свакодневном животу, упркос предметима направљеним од алуминија који нас окружују са свих страна, не знамо његову праву природу, јер се прави алуминијум увек скрива од нас под непробојном завесом свог оксида. Управо алуминијум оксид одређује својства овог метала, попут његове изузетно високе отпорности на неорганске киселине и лужине, отпорност на корозију у морској води и атмосферском ваздуху, високу рефлективност и велику еколошку пријатност.
И исти овај алуминијум оксид претвара обично лемљење у прилично компликован технолошки процес, који захтева успешну примену посебних флукса, специјалних лемилица и неких специфичних метода.
Суштина процеса лемљења било ког метала, укључујући алуминијума, јесте увођење у простор између лемљених делова специјалног везива у растопљеном стању. Ова супстанца се назива лемљење. Чврсто се учвршћује на две површине метала и чини јединствену везу.
Потешкоће лемљења
Са алуминијумом је све нешто сложеније. Површински оксидни филм не дозвољава обичном лемилу да уђе у хемијску реакцију са металом. Као резултат тога, не долази до лепљења између металне површине и лемљења. Једноставним речима, лемљење се не лепи за површину алуминијума и лемљење постаје немогуће.
Стога се главна потешкоћа налази у уклањању практично непомичног филма оксида са металне површине.
Друга потешкоћа је ниска тачка алуминија . Чињеница је да се трајна веза остварује приликом употребе такозваних ватросталних ланаца. Тачка топљења је 550-650 степени. С обзиром на чињеницу да се алуминиј топи на температури од 660 степени, изузетно је тешко при лемљењу малих производа од алуминијума не уништити саму алуминијску структуру топљењем заједно са лемилицом.
Уклањање оксидног филма
Проблем уклањања површинског филма решава се на два битно различита начина:
- Употребом посебних активних флукса са прелиминарним механичким чишћењем металне површине.
- Коришћењем процеса електролизе.
Активни токови
Ако заиста желите, онда можете направити флукс за лемљење властитим рукама, у вашој кухињи или радионици. Али за то је неопходно бавити се врло опасним хемијски активним супстанцама као што су киселине или лужине. Поред тога, у специјализованим продавницама постоји велики избор различитих марки флукса, и конвенционалних и високо специјализованих, и њихове цене су ниске. Стога ћемо производњу киселине за лемљење препустити сопственим рукама посебним вентилаторима за лемљење, а покушаћемо да пронађемо асортиман који нам индустрија нуди.
- Ф-34А. Специјални флукс. Топи се на температури од 420-620 степени. Примењује се код ватросталних мазива. Састав: Калијум хлорид 50% Литијум хлорид 32% Натријум Флуорид 10% Цинк хлорид 8%
- Ф-61А. Флукс за алуминијум. Топљење се одвија на температури од 150-320 степени. Примењује се са уобичајеним продавцима калаја. Састав: Цинк флуороборат 10% Амонијум флуороборат 8% Триетаноламин 82%
- Ф-64. Високо активни флукс за легуре алуминијума. Топи се на температури од 180-350 степени. Састав: тензиди.
- НИТИ-18 (Ф-380). Специјални флукс за легуре алуминијума. Температура лемљења је 390-620 степени.
- А-214. Универзални флуид за прање средње активности.
Пре наношења флукса, металну површину прво треба очистити од нечистоћа и одмастити. То се ради бензином или ацетоном. Након тога, они се обрађују помоћу различитих абразивних уређаја: крпе од смиља, металне четкице, брусних точкова и других сличних уређаја. Сврха ових акција је ослабити оксидни филм, јер га је у принципу немогуће уклонити, јер се одмах уместо старог формира нови. Но, нови филм је много тањи и слабији од старог, па ова техника омогућава лакши продор флукса кроз површинску оксидну баријеру.
Електрохемијска метода (процес електролизе)
Суштина ове методе је да се површина алуминијума, заједно са његовим непобедивим оксидом, једноставно замењује бакреном површином. А бакрено лемљење је много једноставније, брже и поузданије. Изведите ово помоћу најједноставније галванске инсталације .
Користите било који извор једносмерне струје. То могу бити: кућни исправљачи, аутомобилска батерија или обична батерија од батеријске лампе. Негативни пол повезује се са површином алуминијума. Позитивни пол повезан је са бакреном жицом пресека 1–1, 3 мм.- Бакрена жица без изолације фиксирана је унутар жељезних чекиња брусне четке тако да се при трењу четкице о алуминијумској површини жица не додирује.
- Неколико капи бакарног сулфата се укапа у место за лемљење, претходно обрађено брусном папиром или другим брусним алатом.
- У процесу трења, слој црвеног бакра постепено ће се формирати на површини алуминијума, као резултат процеса електролизе.
- Површина бакра је много лакша за калај и лемљење него површина алуминијума.
Лемилице за лемљење
Уобичајена средства за лемљење која се користе за лемљење обојених метала садрже главни олов и олово као главне компоненте, као и кадмијум, бизмут и цинк као додатне компоненте. За алуминијум је такав састав крајње непожељан, због чињенице да се у тим металима практично не раствара (осим цинка), па ће рад са лемљењем овог састава бити изузетно слаб и непоуздан. Поред тога, сви продавци оловног калаја имају врло ниску отпорност на корозију. Стога је лемљење алуминијума са коситром непожељно.
За алуминијум се користе посебни прибор за продају, који укључују и сам алуминијум, као и силицијум, бакар, сребро и цинк.
34 А. Састав: Алуминијум 66% Бакар 28% Силицијум 6%. Тачка топљења је 530-550 степени.- ТсОП 40. Састав: Цинк 60% Коситар 40%. Топи се на температури од 300-320 степени.
- ХТС 2000. Основа композиције је цинк, алуминијум и бакар, као и неки мањи додаци. У лемилу постоји девет компоненти које заједно дају његове врло добре особине. Топи се на температури од 300 степени. Америчка производња.
Што више цинка садржи лем за алуминијум, то је више издржљиво и отпорно на корозију. Садржај бакра, силицијума и алуминијума повећава талиште лемљења, чинећи га ватросталним. Који лем да одаберете зависи од задатака са лемљеним деловима.
У правилу, ватростални раствори имају тачку талишта упоредиву са тачком топљења алуминијума, па се користе углавном за лемљење великих, масивних алуминијумских делова. У овом случају могуће је обезбедити добро расипање топлоте због велике масе лемљених површина и на тај начин спречити уништавање конструкције као резултат његовог топљења заједно са лемљењем.
Мешавина за лемљење алуминијума није применљива .
Поступак лемљења алуминијума
Технологија лемљења алуминијума не разликује се од лемљења било ког другог метала и састоји се од низа узастопних поступака:
Одмашћивање тачке лемљења.- Механичко чишћење абразивним производима.
- Примјена флукса. Потребно је нанети флукс готово одмах након машинске обраде. Пошто што више времена прође након абразивног дејства на оксидни филм, он постаје јачи.
- Каљење загрејаних површина. Таљење лемљења и његова дистрибуција на површини метала.
- Додир конзервираних површина и фиксирање. Фиксирање се врши док се лемљење не стврдне. То се обично дешава у року од једне до две минуте.
- Исперите површину лемљења текућом водом да исперите остатке флукса. Ако се то не уради, метал на месту лепљења може почети да кородира, јер флукс садржи јаке киселине у свом саставу.
Грејне лемљене површине
За лемљење малих алуминијумских делова, на пример, жица, по правилу се користи електрично лемљење снаге 50 до 100 В, зависно од пресека жице. За масовније делове, попут лонаца, радијатора за аутомобиле, препоручљиво је користити снажније изворе топлоте. У правилу је ово вентилатор или гасни горионик. Приликом лемљења алуминијума са плинском бакљом и грејањем лемљених површина морају се поштовати следећа правила:
За лемљење дела не сме се дозволити прегревање основног метала, јер то може довести до његовог топљења и, као резултат, уништења целе металне конструкције у целини. Да би се то избегло, потребно је стално надгледати температуру током процеса грејања. Учините то лемљењем. Комад лемиоца повремено додирује загрејану површину, чим се лемљење почне топити, то је сигнал да се грејање може зауставити.- Не користите кисеоник да бисте додатно обогатили гасну смешу. Пошто ће то побољшати оксидационе процесе на месту лемљења и, као резултат, убрзати стварање оксидног филма на металној површини.
Употреба колофона
За лемљење и лемљење алуминијумских жица малог пресека, продавачи олова и калаја се могу успешно користити колофони као флукс. У овом се случају абразивна површинска обрада жице врши под слојем истопљене колофоније, а врући лемљиви врх, као и мала количина металних облога, користе се као абразивно средство.
На место будућег лемљења ставља се комад шипке и метала.- Колоноша се топи под загрејаним лемилицом врха лемилице.
- Након што се колофонија потпуно растопи и равномерно распореди по површини, они по слоју растопљене колофоније започињу трљање челика за лемљење дуж површине алуминијума.
- Као резултат, врх жељезног лемљења заједно са металним облогама почиње лако да уништава површински оксидни филм, а слој колофоније не дозвољава да зрак продире у место лемљења, што резултира да се нови оксидни филм не формира.
- Након завршетка штампања, лемљене површине се међусобно спајају и поново греју док се лемљење поново не растопи и не испуни цео простор између лемљених површина.
Треба напоменути да је ова метода погодна само за делове танког зида мале величине или за жице малог пресека. У свим осталим случајевима потребно је користити посебне алуминијумске флукс и ватросталне валове намењене за лемљење алуминијума.
Слабости лемљеног алуминијума
Увек морате имати на уму да лемљење није заваривање. То ни на који начин не утиче на унутрашњу структуру метала и зато је место лемљења у погледу карактеристика чврстоће увек неколико реда веће од самог лемљеног метала. Место лемљења не сме бити изложено високим механичким и топлотним напрезањима. У супротном, лемљени делови ће се врло брзо урушити. Једина опција када је лемљење погодније од заваривања је лемљење алуминијских жица у електричним уређајима или лемљење непропусног аутомобилског радијатора, када га није могуће заменити новим.
Препоручљиво је изузети из кућне праксе лемљење и каширање непропусних алуминијумских саксија, кригли и других посуда. Састав алуминијских лемиља и флукса укључује веома токсичне материје. У овом случају, темељно прање места лемљења текућом водом ће изгледати као игра руске рулете.