Наверняка нет такого человека, который бы не сталкивался с тем, что он задаётся вопросом, как эффективно осуществить соединение разорванных металлических частей, и неважно как это произошло механическим путём, или при помощи разрыва другой природы. В данном случае многие правдиво задают вопрос, для чего нужен флюс при пайке, и какие характерности препаратов.
Определение и терминология
Для того чтобы понять зачем нужен флюс при пайке, необходимо обратиться к первоисточникам и терминологии, которая позволит ясно раскрыть картину. Флюсы являются стойкими и активными химическими веществами, которые в процессе пайки обеспечивают очистку поверхности от образования загрязнений, а также оксидных плёнок. В итоге образуется натяжение поверхности, в результате которого обеспечивается качественное растекание припоя. Дополнительно нужно понимать, для чего нужен паяльный флюс, это качественная защита рабочего места обработки поверхности изделия от воздействия внешней рабочей среды окружающей природы.
Далее, главный принцип флюса — это подготовка рабочего места соединения изделий, которые должны будут прикрепить одну часть изделия к другому. При решении задачи, зачем флюс при пайке используется, руководствуемся некоторыми критериями:
- Для флюса температура плавления должна быть на порядок ниже, чем для припоя, это обязательное условие и требование качественного обеспечения соединения изделий.
- Флюс не должен никаким образов взаимодействовать в процессе пайки с припоем. Если мы осуществляет технологическую работу, то каждый компонент должен образовать два независимых слоя обеспечения качества соединения обрабатываемых изделий.
- Для газообразных характеристик флюса, последний должен обеспечить плавное растекание припоя по поверхности.
- Для жидкого флюса обязательным условием является отличная растекаемость и смачиваемость всех обрабатываемых изделий.
- Флюс должен любым способом разрушать и удалять образуемые на поверхности неметаллические образующиеся характеристики в виде плёнки.
- Ко всем паяемым сплавам, а также ко всем металлам, флюс должен иметь инертную природу и характеристику, которая указывает на минимально активную составляющую.
Что может быть в качестве материала для пайки
Технологический процесс паяния, и для чего нужна паяльная паста, подскажет одна из самых популярных технологий, где в качестве компонента используют 10 грамм хлорида аммония и 30 грамм химического компонента цинка хлорида, которые необходимо растворить в 60 миллиграммах водного раствора.
Точно таким же образом формируется вещество или паяльная жидкость, которое готовятся из заранее подготовленного консервированного вещества в виде соляной кислоты и металлического цинка.
- Заполняем фарфоровую посуду в равных долях соляной кислотой и порционными частями цинка.
- Заполняя цинком, в кислоте происходит выделение кислорода, в итоге образуется готовый препарат хлорид цинка.
- После того, как начнётся замедление выделения кислорода, стеклянную посуду помещаем в тёплый раствор воды.
- По окончании процесса должно произойти сливание жидкости, где остаётся не растворившийся цинк, к которому необходимо добавить нашатырный компонент, представленный как 2 граммы аммония, рассчитанного на 3 граммы металлического порошка цинка.
Не обязательно нужно сливать жидкость, достаточно ее высушить или выпарить досуха плод воздействием тёплой воды. В непосредственной части пайки можно добавить водный раствор в соотношении 1:2.»
Особенности флюсовых компонентов
Не стоит обольщаться тем, что этот простейший флюсовый препарат подойдёт практически ко всем металлическим поверхностям.
Согласно ТУ и ГОСТ существует определённый критерий препаратов, которые по степени эффективности можно разделить на 3 условные группы:
- Защитные или некоррозионные компоненты. Благодаря невысокой активности препаратов, такие вещества слабо очищают обрабатываемую поверхность. Как правило, не коррозионная группа используется для сплавов меди, а также для медных групп, которые имеют покрытия из кадмия, серебра или олова. По всем правилам данной группы, все задействованные припои должны быть легкоплавными. К данной группе относятся традиционная канифоль, вазелин простой группы, а также древесные смолы, стеарин и восковые компоненты.
- Слабая коррозионная группа. Для этой группы характерно растворение в спиртовых растворах, воде, а также в минеральных и органических веществах природного и искусственного происхождения, например стеариновая кислота, олеиновая кислота, молочный и растительный жир. Ко всем материалам добавляется канифоль, которая играет антикоррозионную роль. В процессе пайки, слабая группа эффективно разлагается, испаряется и под воздействием температуры сгорает.
- Сильная коррозионная группа. В этом классе используют фториды и хлориды металлической группы, а также сильнейшие неорганические кислоты. Этот тип флюсов способен удалять стойкие плёночные группы, которые характерны для цветных, а также для черных металлов. Все исследуемые коррозионные материалы изготавливаются как в виде жидких паст, так и в твёрдом состоянии.
Технические регламенты
Единый государственный регламент определён для флюсов, которые используются для сварочных работ, в этом случае применяют ГОСТ 9087-81. В радиоэлектронной отрасли также применяют технический стандарт, который имеет свою маркировку, это ГОСТ Р 56427-2015, который распространяется на безсвинцовую технологию. Кроме этого, данный регламент был разработан на основе ранее утверждённых и действующих регламентов, в частности:
- ГОСТ 17325-79 Пайка и лужение.
- ГОСТ Р 53429-2009 Платы печатные.
- ГОСТ 29137-91 Формовка выводов и установка изделий электронной техники на печатные платы.
- ГОСТ 23752-79 Платы печатные
Кроме этого, существует ряд подведомственных нормативных актов, которые имеют отраслевую структуру использования.
Заключение
При проведении работ связанные с пайкой микросхем или при соединении деталей изделий, необходимо строго соблюдать требования техники безопасности. При проведении работ, необходимо обеспечить качественную вентиляцию помещения, по окончании технологического процесса, необходимо тщательно проветрить комнату. Все операции необходимо выполнять только в защитных средствах, как для рук, так и для глаз и органов дыхания. В ряде отраслевых стандартах можно увидеть технические регламенты на маски и другие средства защиты. В домашних условиях пайку необходимо осуществлять только в проветриваемом помещении, по окончании необходимо вымыть руки с мылом и убрать все препараты в недоступное место для детей.
Видео: зачем нужен флюс для пайки?
Флюс — это легкоплавкий сплав металлов, посредством которого спаивают два материала. Флюс для пайки своими руками можно сделать, если знать особенности соединения разных материалов путем термической обработки.
Флюс предназначен для спаивания металлов.
С помощью припоев соединяют провода, радиоузлы и мелкие детали.
Соединение двух материалов получается, если в зоне шва выдержать определенную температуру. Для разных материалов этот показатель варьируется от 50ºС до 500ºС и выше. Температура плавки припоя должна быть значительно выше температуры плавления обрабатываемого материала.
Выбор флюса зависит от таких параметров:
- соединяемых материалов;
- температур плавления детали и флюса;
- размеров поверхности;
- прочности и коррозионной стойкости.
Флюсы делятся на две группы: твердые с высоким температурным порогом и мягкие — с низкой температурой плавления.
Тугоплавкие припои имеют температуру плавления более 500ºС и создают очень прочное соединение. Недостаток этих припоев в том, что их высокая температура плавления иногда приводит к нежелательным последствиям: перегреву основной детали и выведению ее из рабочего состояния.
Легкоплавкие припои имеют температуру плавления от 50 ºС до 400 ºС. В их составе преобладают 38% олова, 61% свинца и 1% других примесей. Этот вид флюсов применяют радиотехники для монтажных работ.
Есть группа так называемых сверхлегкоплавких припоев. Их применяют для соединения транзисторов. Температура плавки таких флюсов не превышает 150ºС.
Для пайки тонких поверхностей используют мягкие припои, а для проводов большого диаметра требуются твердые припои с высоким температурным порогом.
Флюс должен соответствовать таким характеристикам, как:
- хорошо проводить ток и тепло;
- прочность;
- высокий коэффициент растяжения;
- стойкость к коррозионному воздействию;
- разность температур плавления припоя и основного металла.
Припои бывают в виде прутков, лент, катушек с проволокой, трубочек, наполненных канифолью или другим флюсом.
Самая распространенная форма припоя — оловянный прут с диаметром сечения от 1 до 5 м.
Также существуют многоканальные флюсы, имеющие несколько источников поступления припоя для прочного соединения. Такие припои продаются в мотках, в колбах, свернутые в спираль, в бобинах. Для одноразового использования рекомендуется приобретать небольшой кучек проволоки, размером со спичку.
Для пайки электрических схем используют флюсы в виде трубочек, заполненных колофонием. Эта смола выступает в роли припоя. С помощью данного присадочного материала выполняется соединение меди, латуни, серебра.
Вернуться к оглавлению
Легкоплавкий флюс для пайки
Мягкие флюсы плавятся при температуре не более 400ºС. Они создают мягкий, эластичный и достаточно прочный шов.
Легкоплавкие флюсы делятся на такие категории:
- Свинцово-оловянные.
- С низким содержанием олова.
- Сверхлегкоплавкие.
- Специальные.
Лучшим припоем считается олово, однако его крайне редко используют в чистом виде. Данный материал дорогой, поэтому чаще всего применяют оловянно-свинцовые припои. Соединения получаются прочными и плавятся при температуре 180-200ºС.
Оловянно-свинцовый припой обозначают так: ПОС-40, ПОС-60. Буквы являются аббревиатурой названия флюса, а цифры указывают процентное содержание олова. Данные припои содержат в себе небольшое количество сурьмы: 3-5%. Эти флюсы применяют для неответственных соединений, которые не подвержены вибрациям и нагрузкам.
Бессвинцовый флюс с малым содержанием олова применяют при пайке контактов малых электрических схем. Процесс должен происходить при температуре не более 300 ºС.
Сверхлегкоплавкие флюсы переходят в жидкое состояние при температуре от 60 до 145ºС. Их используют для ручной пайки очень деликатных деталей. Данные соединения не обладают высокой прочностью, так как их применяют чаще всего для повторного процесса.
Специальные припои готовят в частных случаях, когда необходимо получить совместимость свойств с основным материалом. В качестве таких материалов выступают составы, не поддающиеся пайке: никель, алюминий, низкоуглеродистая сталь, чугун.
Например, для пайки алюминия готовят припой, который на 99% состоит из олова. Для хорошей диффузии в смесь добавляют небольшие примеси буры, цинка и кадмия.
Вернуться к оглавлению
Тугоплавкий флюс для плавки
Твердый припой применяют для соединения швов, подверженных ударам и нагрузкам.
Этот вид припоев применяют для соединения ответственных швов, которые подвержены ударам, вибрации и перепаду температур. Флюсы данной группы переходят в жидкое состояние при температуре свыше 400ºС.
Твердые припои делятся на такие категории:
- сплав из меди и цинка (до 1000ºС);
- фосфоро-медный сплав (до 900ºС);
- серебряный флюс (до 800ºС) ;
- медь в чистом виде (для высокоуглеродистой стали).
Смеси меди и цинка марок М21, М11 не очень широко применяются. Это связано с недостаточной прочностью шва и высокой стоимостью сплава.
Данный припой успешно заменяют на латунь или сплав бронзы с цинком.
Медно-фосфорный тип применяют при соединении медных, бронзовых и латунных деталей, которые не подвергаются силовым нагрузкам. Данный сплав успешно заменяет дорогой серебряный припой. Его еще называют припоем для бесфлюсовой пайки.
Твердые припои не применяют для спаивания низкоуглеродистой стали и чугунов. Это связано с тем, что при нагревании железа с медью и фосфором, образуются хрупкие элементы — фосфиды железа, которые разрушают целостность шва.
Для железа лучшим припоем является серебро. Данный припой дорогой, зато обеспечит прочное соединение материалов.
Посредством серебряного припоя соединяют провода и сложные платы, состоящие из серебряных компонентов.
Вернуться к оглавлению
Другие виды припоя
Существуют альтернативные виды припоев:
- Флюсы с повышенными антикоррозионными свойствами. Данный состав делают на основе кислоты, фосфора и растворителя. Они выгодны тем, что после процесса пайки не требуется использовать дополнительные очистители.
- Жидкие флюсы на основе салициловой кислоты, вазелина, золота и этилового спирта. Их применяют для пайки радиаторов и электрических проводов. В этом случае получаются очень аккуратные и чистые швы.
- Соединение канифоли с воздухом. Этот флюс называют нейтральным и его применяют для электрических приборов высокой точности: выключатели, реле, схемы мобильных телефонов. Канифоль малоактивна, поэтому ее следует применять на металлах, предварительно очищенных и залуженных. Для качественной очистки алмазных контактов можно воспользоваться лазером.
- Смесь буры с канифолью. Их применяют для соединения водопроводных медных труб. Данный флюс высокоактивный и не требует тщательной зачистки металлов. Бура плавится при температуре 70ºС, не выделяя при этом вредных испарений.
- Для пайки соединений, которые подвержены силовым нагрузкам и ударам, можно приготовить активированный флюс самостоятельно. Для этого необходимо взять в определенных пропорциях канифоль, анилин, ангидрид, салициловую кислоту, диэтиламин и смешать.
- Смесь канифоли со спиртом — активный флюс, который недавно являлся самым популярным припоем. Недостаток данного флюса в том, что при высоких температурах удаляется не только оксид металла, но и сам металл. К тому же очистка платы после пайки требует большого труда.
Остатки флюса — это не только неэстетично, но и вредно. В электросхемах с малыми промежутками между проводами возможны замыкания, вызванные гальваническими процессами на неочищенной поверхности.
Для осуществления пайки с помощью трубочек, наполненных колофонием, необходимо:
- Сопрягаемые поверхности тщательно зачистить от грязи и окислов.
- Деталь в месте шва нагреть до температуры, которая превышает температуру плавления флюса.
- Произвести процесс пайки.
Данный метод не подходит для больших поверхностей с хорошей теплопроводностью, так как мощности паяльника может не хватить для достаточного нагрева металла.
Качественное спаивание деталей невозможно представить без такого необходимого в процессе компонента, как флюс для пайки. Многим людям хотя бы раз, но приходилось заниматься паянием, поэтому им известен самый распространенный флюс — канифоль. Не углубляясь в сущность процесса, они знают, что с ее помощью припой гораздо лучше контактирует со спаиваемыми поверхностями и растекается по ним.
Флюс для паяльных работ необходим для обеспечения более прочного соединения.
Для чего нужны паяльные флюсы?
Тем не менее важность роли канифоли, как и любых других флюсов (о которых будет рассказано позже), состоит в том, что она подготавливает детали к надежному соединению друг с другом, очищая их поверхности от оксидной пленки, солей и жиров, препятствующих контакту поверхностей. В задачи флюса входит и снижение поверхностного натяжения в веществе припоя, что обеспечивает его лучшую текучесть. Благодаря этому он растекается по возможно большему пространству, увеличивая площадь контакта спаиваемых элементов. Кроме того, флюсы продлевают срок их службы, защищая детали в местах пайки от образования новых окислов и солей. Правда, некоторые из них без должной нейтрализации могут стать причиной преждевременного выхода деталей из строя. Поэтому нужно неукоснительно следовать инструкциям по применению того или иного состава.
Вернуться к оглавлению
Классификация флюсов
При пайке микросхем чаще всего используют канифоль.
Нужно отметить, что флюсы разделены на несколько типов, которые различаются по степени воздействия на обрабатываемые детали до пайки, во время и после нее. К примеру, канифоль и многие составы на ее основе относятся к флюсам с наименьшей активностью, поэтому они часто применяются в . Возможностей канифольных составов хватает для удаления при невысоких температурах тонких оксидных пленок на меди, латуни и других медных сплавах. К тому же, обладая минимальной активностью, флюсы на канифоли не запускают процесс коррозии на деталях. Чтобы слегка улучшить характеристики канифоли, к ней добавляют спирт, скипидар или глицерин.
Такие флюсы называются бескислотными (неактивными, нейтральными). Их применение в сфере производства и ремонта радиоэлектроники обусловлено еще одним обстоятельством: бескислотные составы являются диэлектриками, не образующими ток утечки.
На основе канифоли делаются и активированные флюсы. В их состав в малых объемах включаются органические кислотные и аминовые соединения (салициловая кислота, фосфорный анилин и т.п.). С использованием активированного компонента спаиваются не только детали из меди и ее сплавов (при этом даже не требуется очистка окислившихся поверхностей), но и из серебра, железа и различных сталей, никеля и его сплавов.
Есть и другие типы флюсов:
Антикоррозийные флюсы используются для освобождения подлежащих спайке поверхностей от коррозии.
- Кислотные (активные) — эти составы готовятся на основе соляной кислоты. Она применяется и в чистом виде. С ее помощью подвергаются пайке изделия из железа. Еще одним компонентом флюса из соляной кислоты является хлористый цинк. Такой состав получается в результате простой реакции цинка с HCl. Его легко приготовить в домашних условиях, но он выпускается и промышленностью. Этот флюс всем известен под названием «кислота паяльная». Сферы его применения — паяние меди, железных сплавов, серебра. Являясь реагентом с высокой химической активностью, кислотный флюс гораздо эффективнее уничтожает пленки различного рода на обрабатываемых поверхностях, но так же энергично он взаимодействует и с самим металлом. Поэтому и т.п. вещества требуют дальнейшей нейтрализации. Еще одно свойство активных составов — высокая электропроводимость. По указанным причинам кислотные флюсы нельзя применять в радиоэлектронике. К кислотным относится и ортофосфорная кислота, но составы с ее содержанием включены в категорию антикоррозионных добавок.
- Антикоррозионные флюсы — их задача заключается в освобождении подлежащих спайке поверхностей от коррозии и защите соединения от образования окислов в дальнейшем. Как уже говорилось, обязательным компонентом антикоррозионного состава является ортофосфорная кислота (ее используют и в производстве различных антикоррозийных пропиток). С кислотными составами антикоррозионные флюсы сближает присутствие в них кислот, в том числе и органических, но эти флюсы не действуют разрушающена материалы и образуют на них защищающий от окисления слой.
- Защитные флюсы — в эту категорию включены инертные по отношению к металлу вещества. Они предназначены только для защиты предварительно зачищенных деталей от образования окисей. К защитным флюсам относят вазелин, воск и даже оливковое или минеральные масла (оружейное, веретенка) и сахарную пудру. К слову, масло используется как флюс для пайки алюминия. Оно не удаляет оксидную пленку с поверхности этого металла. Очищать поверхностный слой от нее придется ножом или иным острым предметом, но если место пайки покрыто маслом, то алюминий под этой мембраной лишается возможности взаимодействовать с кислородом, хотя известно, что реакция его окисления происходит мгновенно.
Вернуться к оглавлению
Другие различия флюсов
Флюсы делятся не только по специализации, но и по агрегатному состоянию. На рынке принадлежностей для пайки представлены составы:
- жидкие (к примеру, паяльная кислота);
- твердые (канифоль);
- пастообразные (к примеру, паста ВТС, гель ТТ и т.п.).
Жидкий флюс используют для обеспечения лужение в труднодоступных места.
Следует сказать, что различное агрегатное состояние флюсов расширяет их возможности. Жидкими обрабатываются детали, чтобы обеспечить лужение в самых труднодоступных местах, а при использовании пастообразного флюса легче контролировать количество его подачи. Для достижения этих же целей создаются паяльные пасты, в которые входит очищающий компонент и измельченный припой. Они значительно ускоряют процесс пайки.
Приготовить паяльную пасту в домашних условиях достаточно просто. Припой необходимо измельчить. Для этого лучше использовать напильник с крупной насечкой, так как мягкий припой мелкую быстро забьет. Полученные опилки смешиваются с флюсом из спирта и канифоли. Если у пасты слишком густая консистенция, в нее добавляется спирт. Хранится такой состав в посуде с плотно прилегающей крышкой. Как правило, паяльной пастой спаиваются детали, боящиеся перегрева. Паяльные пасты промышленного производства продаются в емкостях, обеспечивающих их точное дозирование. Нечто подобное можно придумать и для самодельного состава, поместив его в шприц (конечно же, без иглы), но нужно признать, что паста или гель заводского производства обладают заведомо лучшими технологическими показателями, так как пропорциональное содержание всех их компонентов выдержано оптимально. Поскольку паста применяется в работе с радиоэлектронными деталями, ее основу часто составляет безотмывочный флюс — химически неактивный компонент с нулевой проводимостью.
Еще один параметр классификации флюсов — температура, при которой они проявляют свою активность.
Составы делятся на:
- высокотемпературные, плавящиеся при температурах от 450 ° С и выше;
- низкотемпературные, у которых температура плавления не превышает 450 ° С.
В любом случае флюсы должны плавиться при более низких температурах, чем припой.
К тому же подготовительные составы должны обладать меньшим удельным весом, чтобы припой при нанесении на детали вытеснял флюс на поверхность.
В процессе пайки используется вспомогательное вещество под названием флюс. Основное применение происходит при пайке соединений в домашних условиях или производствах. Качественная пайка, соединение деталей невозможно без применения специального вещества. Перед работами подбираются материалы, в том числе флюс качественного состава, для надежной и быстрой пайки.
Что такое флюс и его ключевые особенности
Основным предназначением флюса является применение при спаивании нескольких материалов. Структура состоит из легко сплавных материалов, которую возможно изготовить самостоятельно. Флюс для пайки служит для соединения изделий, путем выдержки определенной температура на уровне шва. В зависимости от структуры и твердости вещества, температура пайки начинается от 50 ⁰C и достигает 500 ⁰C. Температурные показатели припоя учитываются выше, чем материала, только тогда возможно начинать процесс пайки.
Выбор подходящей структуры зависит от нескольких факторов, флюс для пайки подразделяется на множество структур. Основные параметры:
- Температура процесса пайки.
- Вид металла.
- Температурные режимы работы вещества.
- Поверхности близлежащих деталей к изделию.
- Устойчивость материала к коррозии, защита поверхностей от окисления и его прочность.
Состояние делится на твердые, имеющие порог к высокой температуре и мягкие, когда флюс плавится при низких температурах. Для того, чтобы разобраться, что такое флюсы необходимо изучить все свойства и предназначение материала.
Предназначение
Процесс пайки тугоплавкими видами припоя происходит при температурах более 500 ⁰С. За счет воздействия температур и свойств вещества, результатом получается прочный вид соединения. Недостаток применения заключается в том, что возможен перегрев детали, некорректная работа после сборки.
Флюс паяльный применяется как легко сплавная разновидность, в сфере монтажа радиотехники и других мелких работ. Температурные режимы работы составляют до 500 ⁰C, что позволяет не портить соединения и платы. Основные примеси при работе – свинец и олово. Сверх легкоплавкие виды используются при работе с транзисторами и других соединений, температура поверхности окисления не достигает 150 ⁰С.
Флюс для пайки тонких поверхностей используется в легко сплавном виде, твердотельные, объемные детали пропаиваются твердыми типами припоев. Зачем нужен флюс и основные требуемые характеристики:
- Высокие показатели теплообмена, проводимости электрического тока.
- Прочное соединение.
- Допустимый размер растяжки.
- Устойчивость к процессам коррозии материалов.
- Показатели температуры плавки должны отличаться от размягчения материала.
Распространенной формой для производства вещества спайки является прут из олова, диаметр сечения применяется от 1 до 5 мм. Существует несколько других видов, такие как проволочные катушки, трубочки с канифолью, ленты и другие.
Существуют припои многоканальные, конструкция изделия состоит из некоторых материалов, используется для более надежной пайки. Продаются данные изделия в спиралевидной форме, содержатся в колбах и смотках. Пайка электро схем происходит с использованием трубочной разновидности состава. За счёт наличия смолы канифоли, соединение материалов меди, серебра или латуни происходит значительно надежнее.
Типы флюсов для пайки
Флюсы разделены на несколько разновидностей, в основном отличающихся по типу воздействия на детали в процессе пайки. Канифоль и другие составы на ее основе обладают меньшей активностью, основное предназначение спаивание электросхем, других радиотехнических соединений. Флюс, используемый для пайки микросхем удаляет тонкий оксидный слой на материалах, способствуют противостоянию коррозии за счет не высокого воздействия. Повышаются характеристики спайки с использованием глицерина, спирта или скипидара.
Выбор канифольной разновидности состава обуславливается его нейтральностью. Бескислотный флюс с припоем, получил применение при работе с радиодеталями благодаря бескислотному составу, который является диэлектриком, не образует утечки тока. На основе канифоли производятся активированные типы флюсов, к составу которых включаются аминовые, кислотные соединения, например салициловая кислота. Использование активного компонента позволяет соединять различные типы металлов без предварительной очистки поверхностей.
Тугоплавкие припои широко применяются при больших объемах работ, устойчивы к резким температурным перепадам и механическим воздействиям. Данные флюсы разделяются на соединения с медью цинка или фосфора, а также полностью из серебра. Применение цинково-медного сплава не оправдано дорого, а прочность не высока. Жидкий флюс активно используется при спайке медных изделий, автомобильных радиаторов.
Изделия из меди или латуни спаиваются фосфорно-медным сплавом припоя, материалы обычно не сильно подвергаемые нагрузкам, применяется на замену серебряного припоя. Необходимо помнить, что при пайке чугуна крайне не рекомендуется применять твердые припои, так как при процессе пайки образуются хрупкие элементы, способствующие разрушению шва. Рациональным вариантом при спаивании железных материалов является серебро, но оно очень дорого обходится при массовых работах.
Активные флюсы
Составы на основе соляной кислоты в чистом виде именуются активными веществами. С ее помощью спаиваются железные изделия. Разновидность активного состава также производится из хлористого цинка, который возможно получить в домашних условиях. Паяльная кислота взаимодействует с веществом за счет реакций цинка при обработке поверхностей материалов. Активный флюс отличается повышенной химической активностью, эффективно снимает пленки с поверхности деталей, реагирует на сам металл.
Благодаря использованию активных составов происходит надежное соединение металлов. Повышенная электропроводность дает возможность соединять крупные провода или изделия. Данный флюс не применяется к радиотехнике, т.к. остатки химического состава трудно удаляются с плат, они быстро разъедают соединения.
Бескислотные флюсы
Категория флюсов, приготовленных на основе глицерина, этилового спирта или скипидара называется бескислотным или неактивным составом. Канифоль применяется при температурах до 150 ⁰, растворяет тонкие слои поверхности металлов меди, свинца или олова, производя качественную очистку.
Основное применение производится при необходимой пайке поверхностей с отсутствием разъединения материалов. Используется при работах с мелкими деталями, электро схемами или платами радиодеталей.
Активированные флюсы
Изготавливается данный тип на основе солянокислого анилина либо кислоты салициловой. Применяется при пайке всех видом соединений, которые не требуют предварительной зачистки.
Используется при соединении материалов, которые подвержены механическим воздействиям.
Антикоррозийные флюсы
Задача антикоррозийных флюсов состоит в очистке места спайки от коррозийных отложений, защите от окислов при дальнейшем использовании детали. Основной компонент – ортофосфорная кислота, которая используется при изготовлении антикоррозийных пропиток. Основное отличие от кислотных составов в том, что отсутствует разрушающее воздействие на структуру металла, происходит зачистка от коррозии за счет химической реакции при температурных воздействиях.
Защитные флюсы
Предназначение состоит в защите материалов от дальнейшего окисления, за счёт обработки предварительно очищенных деталей. Отличительные черты – это отсутствие химического воздействия, из-за слабой химической активности вещества. Для изготовления применяются вазелин, воск, оливковое масло, другие маслянистые вещества. Основное предназначение представляется к использованию микросхем и мелких технических деталей.
Альтернативные виды припоев используются для различных целей при спайке. Бур, смешанный с канифолью используется для пайки медных трубок, не нуждается в предварительной зачистке изделия, температура плавления начинается от 70 градусов, в процессе не выделяются вредные вещества. Жидкие припои на основе золота, вазелина, салициловой кислоты используются при спайке радиаторов и одножильных проводов, в результате получается чистый и аккуратный шов.
Хранение
Основное распространение флюсов происходит в жидкой форме. При хранении необходимо соблюдать указания производителя, тщательно закупоривать упаковку. В противном случае, из-за разгерметизации упаковки, происходит потеря химических свойств и испарение действующего материала.
Хранение флюса-пасты происходит в помещениях с относительно низкой влажностью, закрытых тюбиках или емкостях. Взаимодействие с влагой дает разрушение химического состава, влияет на уровень коррозии при работе с флюсом. Большинство флюсов отличаются повышенной воспламеняемостью, поэтому такие вещества рекомендуется хранить вдали от огня, солнца, при температуре не более 25 ⁰С. Окружающие условия с пониженными температурами могут привести к обмораживанию некоторых элементов состава, в процессе работы которые могут выделить влагу, образовать коррозию в последующем времени.
Применение флюса
Процесс выполнения пайки требует подготовки материалов перед нанесением вещества. Поверхности зачищаются, покрываются флюсов, разогреваются паяльным устройством до необходимой температуры. Кончиком паяльника отсоединяется небольшая часть припоя, который должен хорошо растекаться, после чего равномерно наносится на поверхность детали.
Наилучшим составом для пайки является олово, однако в чистом виде оно стоит не дёшево, достаточно редко возможно встретить на рынке. Применяются оловянно-свинцовые сплавы, с температурой плавки около 200 ⁰С, соединения выходят достаточно прочными и крепкими, благодаря активным веществам. Припой обозначается буквами ОС, что называется оловянно-свинцовый, цифры указывают на содержание олова в процентном соотношении, конечным результатом на бирке таких припоев получается ОС-40 или ОС-60.
Без свинцовый флюс применяется небольшими количествами при пайке контактов сложных электро схем, температура процесса не превышает 300 ⁰С. Сверх легкоплавкие составы используются для деликатных работ, плавятся при 100 ⁰С. Припой такого типа должен хорошо растекаться, не обладает высокой прочностью, используется на неподвижных материалах.
Без применения специальных элементов при работе паяльником не удастся достичь достойного соединения деталей. Достаточно опробовать самостоятельно произвести процесс без специальных растворов, на получение соединения уйдет уйма времени, а наносимый припой в последствие обвалится.
Как приготовить флюс для пайки своими руками
При спаивании радиотехнических материалов возможно использовать флюс, приготовленный самостоятельно. Припой используется диаметром 2 мм небольшими кусками. Приготовление потребует металлической емкости, с заранее просверленной дыркой необходимого диаметра на дне. Оловянно-свинцовый раствор нагревается до температуры плавления, после чего из подготовленного отверстия вытекает вещество. После застывания прутков, необходимо разделить их на кусочки необходимого размера.
Процесс приготовления может происходить в различных емкостях, технология состоит из нескольких простых шагов:
- Развесовка пропорций олова и свинца.
- Расплавление происходит в закаленном тигле, помешивается для исключения прилипания раствора к стенкам.
- Снимается тонкая пленка отложений с поверхности чаши.
- Заключительным этапом является разлив жидкости в заготовленные формы.
После любых процессов пайки, шок необходимо протирать ацетоном или специальным спиртом. В последнее время получили распространение без отмывочные припои, преимущество которых:
- Отсутствие компонентов, приводящих к окислам и коррозии.
- Не проводят ток.
- После процесса не требуется процесс зачистки.
Для нанесения жидкого припоя используется кисть или ватная палочка, возможно использовать приспособление, изготовленное самостоятельно для удобной работы. Медицинский шприц разрезается на две части, к нему вставляется кусок силиконового шланга, иголка укорачивается, изгибается под небольшой градус.
Паяльная паста, изготовленная при домашних условиях, может облегчить процесс пайки. Для изготовления необходимо измельчить твердотельный флюс крупнозернистым напильником на металлическом материале. Использование мелкозернистого паяльника не разумно, так как флюс попросту забьётся в его зубья. Полученный порошок необходимо смешать с канифолью и спиртом, если паяльная паста получилась густая, к ней добавляется спирт до получения однородной массы. Паста помещается в герметично закрывающуюся емкость, т.к. если она взаимодействует с влагой, в последующем возможны образования коррозии спаянных деталей. Для наилучшего нанесения, удобного использования, возможно изготовить шприц из подручных инструментов.
Изготовленная своими руками конструкция поможет использовать флюс – пасту при нанесении на труднодоступные детали. Для предотвращения засыхания, возможности повторного использования, следует использовать проволоку, заткнув выходное отверстие.
При выполнении любых работ по пайке следует воспользоваться средствами индивидуальной защиты. Химические газы, выделяемые при разогреве могут повредить дыхательные пути или органы зрения человека. Использование качественных флюсов предотвращает от отравления газами.
Как правильно выбрать флюс
Наиболее удачные флюсы для пайки мало испаряются и не горят при повышенных температурах, результаты отложений вещества легко удаляются с поверхности, а если удаление не доступно, то не вызывают коррозии к последующему времени. Разделяются припои на активные и неактивные, первый вариант достаточно сильно взаимодействует с отложениями на металлах, может нанести вред здоровью при процессе пайки. Нейтральный вид более безопасный, однако обработка крупных поверхностей может затянуться на долгое время из-за отсутствия химических воздействий.
Среднеактивные флюсы применяются в мастерских радиотехники. Соединения обрабатываются паяльником, затем флюсом для обеспечения заметного результата и быстрой пайки. Такие растворы обычно не пенятся при нагреве, легко наносятся на места соединений, широко распространены и сравнительно не дороги.
По многолетнему опыту мастеров качественный флюс является гарантом совершенной пайки. Выбор зависит от спецификации вещества, характера работ. Большинство флюсов используют по прямому назначению. Современные гелеобразные припои используются повсеместно, отличаются большим разнообразием активных компонентов и простотой использования.
Для выполнения качественных работ необходимы хорошие инструменты. Паяльник, его жало, фен и припой опытный радиотехник подбирает высшего качества, т.к. цена в разнице с аналогами не высока, а качество работы будет на высшем уровне. Применение самых передовых, современных паяльных инструментов не даст возможности произвести достаточно хорошую пайку без сопутствующих флюсов.
Пайка на сегодняшний день широко используется в разных промышленных сферах, ее применяют, чтобы получить неразъемное соединение между твердыми материалами. Однако, чтобы работа была выполнена качественно, нужно иметь необходимый набор инструментов и оборудования, а также расходные материалы.
В числе таких материалов – флюс. И сегодня мы расскажем о том, что это такое и что этот предмет представляет собой.
Что такое флюс и его ключевые особенности
Итак, флюс – это такой сплав металлов, имеющий легкоплавкую структуру, который применяют для спаивания двух разных материалов. Этот сплав можно сделать и своими руками, если вы знаете особенности соединения двух разных материалов при термической их обработке.
Соединение двух материалов при помощи флюса выходит при условии, если на уровне шва будет выдержана та или иная температура. В зависимости от того, какой материал берется, температура варьируется в пределах от 50 до 500 градусов . Температура плавки припоя обязано быть намного выше температуры плавки материала, который вы обрабатываете.
Такая вещь, как флюс для пайки имеет несколько разновидностей, его нужно выбирать в зависимости от таких факторов:
- металл;
- температура пайки.
- температура самого флюса;
- параметров поверхности работы;
- прочности материала;
- его устойчивости к коррозии.
Есть две группы флюсов:
- твердые, которые имеют высокий температурный порог;
- мягкие, такие флюс имеют небольшую температуру плавки.
Тугоплавкий припой имеет температуру плавки 500 и более градусов
, он создает достаточно прочный тип соединения. Но его недостаток состоит в том, что иногда высокая температура может вызвать перегрев ключевой детали конструкции и выведение ее из строя.
А температура плавки легкоплавких припоев составляет от 50 до 400 градусов . В этот вид флюсов входят такие компоненты:
- свинец;
- олово;
- другие примеси.
Такие флюсы в основном применяются для пайки предметов радиотехники при их установке.
Также есть и сверхлегкоплавкие припои, которые используют для пайки и соединения транзисторов. Температура плавки этих флюсов может достигать 150 градусов максимум
.
Чтобы запаять тонкие поверхности, следует применять мягкие флюсы, а для пайки проводов с большим диаметром нужно брать твердый припой, имеющий высокий температурный порог.
Требуемые характеристики флюса такие:
- способность нормально проводить тепло и ток;
- прочность конструкции;
- способность к растяжке;
- устойчивость к коррозии;
- различия температурных показателей при плавке припоя и основных материалов.
В виде припоя используются такие материалы, как:
- прутья;
- ленты;
- проволочные катушки;
- трубочки с колофонием;
- прочие флюс.
Наиболее распространенная форма – это прут из олова, диаметр сечения которого составляет 1-5 метров.
Есть также и многоканальные виды флюсов, которые имеют несколько источников поступления припоя для создания более прочных соединений. Они могут продаваться в мотках или колбах , иметь спиралевидную форму и содержаться в бобинах . Для одноразового применения лучше всего брать небольшой кусок проволоки размером со спичку.
Для пайки электросхем необходимо применять трубочные флюсы, которые содержат колофоний. Это такая смола, которая играет роль припоя. Этот присадочный материал отлично способен соединять такие виды металлов, как:
- медь;
- серебро;
- латунь.
Особенности легкоплавких флюсов для пайки
Флюсы для пайки мягкого типа способны плавиться при температуре до 400 градусов. С их помощью шов становится прочным, мягким и эластичным.
Легкоплавкие флюсы подразделяются на такие категории:
Оптимальным вариантом припоя является олово, но в чистом виде оно практически не используется, поскольку этот материал слишком дорог сам по себе. Чаще всего применяют припои из олова со свинцом, которые дают прочные соединения.
Маркировка такого флюса содержит в себе процент содержащегося в нем олова. Также такие припои содержат сурьму в незначительном количестве и могут использоваться для неответственных видов соединений, которые не подвержены нагрузке или вибрации.
Флюс без свинца с низким содержанием олова используют для пайки контактов на небольших электрических схемах при температуре до 300 градусов.
При температуре от 60 до 145 градусов сверхлегкоплавкие флюсы способны переходить в жидкое состояние и применяться для ручной пайки деликатных деталей. Соединение при этом не слишком прочное.
А специальные припои нужны тогда, когда нужно получить совместимость характеристик с основным типом материала. Для этого берутся составы, которые не поддаются пайке, в том числе:
- алюминий;
- никель;
- низкоуглеродистая сталь;
- чугун.
Так, для пайки алюминиевых деталей нужно сделать припой, который почти целиком состоит из олова, а для лучше диффузии в него нужно добавить в незначительном количестве цинк, буру и кадмий.
Описание тугоплавких флюсов для пайки
Припой твердого типа используется с целью соединения швов, которые подвергаются разным нагрузкам, ударам, вибрациям и температурным перепадам. Эти флюсы способны плавиться при температуре от 400 градусов
.
Припои твердого типа разделяются на такие категории:
- медно-цинковые сплавы;
- фосфорно-медные сплавы;
- флюс из серебра;
- чистая медь.
Стоит отметить, что сплавы из меди с цинком применяются не слишком часто, поскольку прочность шва не слишком высока, а стоимость их при этом неоправданно высокая.
Такой припой можно заменить на латунь, или же бронзово-цинковый сплав.
Сплав на основе меди с фосфором можно использовать при пайке деталей из меди, бронзы и латуни, которые не сильно подвергаются нагрузкам, также его применяют вместо более дорогостоящего серебряного припоя.
Твердые флюсы нельзя применять при пайке чугуна и низкоуглеродистой стали, поскольку при нагревании железа с медью или фосфором образовываются хрупкие элементы, которые затем разрушают шов.
Оптимальным вариантом припоя для железа является серебро, но очень дорогое. Однако с его помощью материалы соединяются достаточно прочно. Серебряный припой используется для пайки проводов, сложных плат на основе серебра.
Классификация альтернативных видов припоя
Также есть и другие альтернативные виды припоя:
- флюс с повышенными антикоррозийными характеристиками на основе кислот, фосфора и растворителя. После пайки нет необходимости применять дополнительные средства для очистки;
- флюсы жидкого типа на основе вазелина, золота, салициловой кислоты и этилового спирта. Они применяются для пайки электрических проводов или радиаторов, а швы при этом выходят аккуратными и чистыми;
- канифоль, соединенная с воздухом . Этот флюс нейтрален и используется для электроприборов высокой точности, таких как реле, выключатели, схемы мобильников. Канифоль нужно использовать на предварительно залуженных и очищенных металлах, а чтобы качественно очистить алмазные контакты, можно взять лазер ;
- бур, смешанный с канифолью . Эта смесь используется для пайки водопроводных труб из меди, она высокоактивна и не нуждается в зачистке материалов. Бура способна плавиться при температуре около 70 градусов и при этом не выделяет вредных веществ;
- самодельный активированный флюс , применяемый для пайки соединений, которые часто подвержены ударам и другим нагрузкам. Чтобы его приготовить, нужно смешать анилин канифоль, ангидрид, диатиламин и салициловую кислоту;
- флюс на основе канифоли со спиртом . Относится к активным, но при этом во время высоких температурных показателей удаляется не только оксид, но и сам металл. Кроме того, после пайки нужно тщательно почистить плату.
Нельзя оставлять остатки флюса, они не только имеют непривлекательный вид, но и вредны. В электрических схемах они могут вызвать короткое замыкание, если не очистить поверхность вовремя.
Чтобы осуществить пайку трубочками с колофонием, нужно сделать следующее:
- очистить соединяемые поверхности от окисления и грязи тщательно;
- деталь в месте шва нужно нагревать до значения, которое превышает температуру плавки флюса;
- производим пайку.
Такой метод не стоит практиковать для больших поверхностей с хорошей теплопроводностью, поскольку чтобы нагреть металл в достаточной мере, мощности паяльника будет мало.
Как собрать флюс для пайки своими руками
С целью пайки радиотехнических проводов можно применять припои в виде тонких прутьев, имеющих диаметр 2 мм, которые легко делаются своими руками.
Чтобы их сделать, потребуется сосуд, на дне которого делается отверстие, а затем в него нужно будет вылить оловянно-свинцовый припой в расплавленном виде. Сосуд при этом должен располагаться над жестяным листом или же над металлической плитой. После того как прутья застынут, их можно будет разрезать на куски требуемой длины.
Такую смесь можно еще разлить в формы:
- жестяные желобы;
- дюралюминиевые ёмкости;
- гипсовые.
Это все осуществляется следующим способом:
- отвесьте на весах нужное количество свинца и олова;
- расплавьте металл в металлическом тигле над газовой горелкой, перемешивая его при этом с помощью стального стержня;
- снимите тонкую пленку с расплавленной поверхности при помощи стальной пластинки;
- разлейте сплав по формам.
Независимо от того, какой вид флюса вы используете, протрите готовую пайку тряпочкой, предварительно смоченной в ацетоне или же ректификате. Шов очищается жесткой щеткой, которую нужно перед этим окунуть в растворитель.
На рынке можно приобрести жидкие и гелеобразные безотмывочные флюсы , которые обладают такими преимуществами:
- отсутствие компонентов, провоцирующих окисление и коррозию;
- флюс такого типа не проводит ток;
- не нужна очистка после пайки.
Жидкий флюс такого вида нужно наносить при помощи ватной палочки или кисточки. Также можно сделать приспособления для его нанесения самостоятельно на основе обычного шприца и силиконового шланга, который и будет наполняться жидким флюсом.
Пайка – один из лучших методов соединения металлов. Она обеспечивает высокий уровень прочности, герметичности, сам процесс прост
и не занимает много времени по сравнению со сваркой.
Однако пайка вреда тем, что во время нее выделяются вредные газы, поэтому нужно не забывать о защитных перчатках, очках и фартука на основе плотной ткани.
Кроме того, риск отравления можно значительно снизить за счет применения смесей от хороших производителей.