Зачем нужен флюс при пайке? - GazSnabStroy.ru
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (пока оценок нет)
Загрузка...

Зачем нужен флюс при пайке?

Припои и флюсы для пайки

Припой — это легкоплавкий сплав металлов, предназначенный для соединения проводов, выводов, деталей и узлов пайкой. Ранее припои обозначали тремя буквами — ПОС (припой оловянно-свинцовый), за которыми идет двузначное число, показывающее содержимое олова в процентах, например ПОС-40, ПОС-60.

Лучший припой — чистое олово. Однако оно дорогое и используется в исключительных случаях. Во время радиомонтажа чаще применяют оловянно-свинцовые припои. По прочности спаивания они не уступают чистому олову. Плавятся такие припои при температуре 180 – 200 °С.

Выбор припоя для пайки

Выбор припоя производят в зависимости от таких факторов: от соединяемых металлов или сплавов, от способа пайки, от температурных ограничений, от размера деталей, от требуемой механической прочности, от коррозийной стойкости и др.

Для пайки толстых проводов используют припой с температурой плавления более высокой, чем для пайки тонких проводов.

В некоторых случаях необходимо учитывать и электропроводность припоя (напоминание: удельное сопротивление олова равно 0,115 Ом х мм2/м, а свинца — 0,21 Ом х мм2/м).

Разновидности припоев.

Припои разделяются на три группы: тугоплавкие, легкоплавкие и сверхлегкоплавкие. Тугоплавкие припои (радиолюбители их практически не используют). К тугоплавким относятся припои с температурой плавления свыше 500 °С, создающие очень высокую механическую прочность соединения (сопротивление разрыву до 50 кг/мм2). Недостатком их является именно то, что они требуют высокой температуры нагрева и, хотя прочность такой пайки получается весьма высокой, интенсивный нагрев может привести к нежелательным последствиям: можно, например, «отпустить» стальную деталь.

Недостатком твердых припоев является то, что они требуют высокой температуры нагрева, и хотя прочность такой пайки весьма высока, интенсивный нагрев может привести к весьма нежелательным последствиям: можно перегреть дорогостоящую деталь и вывести ее из строя (например, транзистор или микросхему), можно «отпустить», например, стальную деталь (пружину).

Легкоплавкие (радиолюбительские) припои. К этой категории относятся припои с температурой плавления до 400 °С, имеющие сравнительно невысокую механическую прочность (сопротивление разрыву до 7 кг/мм2). При радиотехнических монтажных работах применяются главным образом легкоплавкие припои. В их состав входят олово и свинец в различных пропорциях, например, припой ПОС-61 , который содержит 61% свинца, 38 % олова и 1% различных присадок.

Сверхлегкоплавкие (радиолюбительские) припои. Существуют также сплавы, в состав которых, кроме олова и свинца, входят висмут и кадмий. Эти сплавы наиболее легкоплавкие: у некоторых из них температура плавления менее 100 °С. Механическая прочность соединения у таких сплавов весьма невелика. Раньше их применяли для пайки кристаллов в кристаллических детекторах. В настоящее время легкоплавкие кадмий-висмутовые сплавы находят применение при ремонте печатного монтажа. Используются они также для пайки транзисторов, так как по техническим условиям их рекомендуется паять припоем с температурой плавления, не превышающей 150 °С.

Для пайки транзисторов можно применять так называемый сплав Вуда с температурой плавления 75 °С, в состав которого входят: олово — 13%, свинец — 27%, висмут — 50%, кадмий — 10%. Сплав Вуда можно приготовить по указанному рецепту самому или купить в аптеке. Пайка ведется слабо нагретым паяльником. В качестве флюса используется канифоль.

Форма радиолюбительских припоев

В прошлом веке порекомендовали оловянный прут сечением 10 мм. Сейчас для пайки пользуются припойной проволокой сечением от 1 до 5 мм. Наиболее распространены 1,5—2 мм многоканальные припои. Многоканальность означает, что внутри оловянной проволоки расположены несколько каналов флюса, который обеспечивает образование ровной блестящей и надежной пайки.

Продается такой припой в мотках — на радиорынках, в колбах — в которых он находится свернутым в спираль, и в бобинах (в них количество припоя такое, что его хватит не на один год). Рекомендуется приобретать в виде проволочки, толщиной со спичку — удобнее паять.

При пайке монтажных проводов радиоаппаратуры удобно пользоваться оловянно-свинцовыми припоями, отлитыми в виде тонких прутков диаметром 2 – 2,5 мм. Такие прутки можно изготовить самому, выливая расплавленный припой в сосуд, в дне которого заранее проделано отверстие. Сосуд при этом следует держать над листом жести или металлической плитой. После остывания прутки следует разрезать на куски необходимой длины.

Современные припои, используемые при пайке электронных схем, выпускаются в виде тонких трубочек, заполненных специальной смолой (колофонием), выполняющей функции флюса. Нагретый припой создает внутреннее соединение с такими металлами, как медь, латунь, серебро и т. д., если выполнены следующие условия: поверхности подлежащих пайке деталей должны быть зачищены, то есть с них необходимо удалить образовавшиеся с течением времени пленки окислов, деталь в месте пайки необходимо нагреть до температуры, превышающей температуру плавления припоя. Определенные трудности при этом возникают в случае больших поверхностей с хорошей теплопроводностью, поскольку мощности паяльника может не хватить для ее нагрева.

Самостоятельное приготовление припоя

Для самостоятельного приготовления припоя компоненты состава (олово и свинец) отвешивают на весах, расплавляют смесь в металлическом тигле над газовой горелкой и, перемешав расплав стержнем из стали, стальной пластинкой снимают пленку шлака с поверхности расплава. Затем осторожно разливают расплав в формы — желоба из жести, дюралюминия или гипса.

Плавку необходимо выполнять в хорошо проветриваемом помещении, надев защитные очки, перчатки и фартук из грубой ткани.

Флюсы для пайки

Для чего при пайке нужен флюс? Во время пайки температура соединяемых деталей значительно повышается. При этом скорость окисления металлических поверхностей возрастает. В итоге припой хуже смачивает соединяемые детали. Поэтому необходимо использовать вспомогательные вещества, флюсы.

Что такое флюс? Флюс — это вспомогательный материал, который призван во время пайки удалять оксидную пленку с деталей, подвергаемых пайке, и обеспечивать хорошее смачивание поверхности детали жидким припоем. Без флюса припой может не прикрепиться к поверхности металла. Назначение флюсов: надежно защищают поверхность металла и припоя от окисления, улучшают условия смачивания металлической поверхности расплавленным припоем.

Действие флюса зависит от его состава, имеемые флюсы: или растворяют окисные пленки на поверхности металла (а иногда и сам металл), или предохраняют металл от окисления при нагреве. Таким образом, флюс образует защитную пленку над местом пайки.

Флюс уже содержится в современном припое в виде тонкого сердечника. При расплавлении припоя он распределяется по поверхности жидкого металла. Флюсом покрывают поверхности уже залуженных металлов также и перед их соединением (собственно пайкой). При этом флюс является ПАВ, то есть Поверхностно Активным Веществом. После соприкосновения деталей избыток флюса между ними вылезает наружу и все время испаряется потому, что температура его испарения ниже, чем у припоя.

Флюсы бывают разные. Например, для ремонта металлической посуды пользуются «паяльной кислотой» — раствором цинка в соляной кислоте. Паять радиоконструкции с таким флюсом нельзя — со временем он разрушает пайку. Для радиомонтажа надо применять флюсы, в которых нет кислоты, например, канифоль.

Требования к радиолюбительским флюсам

Выбор флюса — важный вопрос. Раньше использовалась только канифоль, другого флюса не было. Чем плоха канифоль — канифоль, спиртовой канифольный флюс относятся к категории активных флюсов. Первый недостаток — при высоких температурах удаляется не только оксид металла, но и сам металл. Второй недостаток — очистка платы после пайки с канифолью является большой проблемой. Смыть остатки можно только спиртом или растворителями (да и то, порой проще отковырять чем-то острым).

Остатки флюса на плате не только некрасиво с эстетической точки зрения, но и вредно. На платах с малыми зазорами между проводников возможен рост дендритов (проще говоря, замыканий) вызванных гальваническими процессами на загрязненной поверхности. Каков же выход — на современном рынке материалов можно найти широкую гамму флюсов, которые смываются обычной водой, не разрушают жало паяльника и обеспечивают высокое качество пайки. Продаются такие флюсы, как правило, в шприцах, что очень удобно для использования.

Независимо от того, какой флюс используется, готовую пайку нужно обязательно протирать тряпочкой, смоченной в спирте-ректификате или ацетоне, а также прочищать жесткой щеточкой или кисточкой, смоченной растворителем, для удаления остатков флюса и грязи. В некоторых исключительных случаях вместо канифоли можно пользоваться ее заменителями:

– канифольным лаком, имеющимся в продаже в хозяйственных магазинах. Его можно применять как жидкий флюс взамен раствора канифоли в спирте. Этот же лак можно использовать и для антикоррозийного покрытия металлов.

– живицей — смолой сосны или ели — доступным материалом, особенно любителям, живущим в сельской местности. Такой флюс можно приготовить самому. Набранную в лесу с деревьев смолу нужно растопить в жестяной банке на слабом огне (на сильном огне смола может воспламениться). Расплавленную массу разлить в спичечные коробки.

– таблеткой аспирина, имеющейся в любой домашней аптечке. Недостаток этого флюса — неприятный запах дыма, выделяющийся при плавлении аспирина.

Сейчас выпускается большое количество разнообразных, так называемых «безотмывочных», флюсов, как жидких, так и в виде полужидкого геля. Особенность их такова, что они не содержат компонентов, вызывающих окисление и коррозию соединяемых деталей, не проводят электрический ток и не требуют промывки платы после пайки. Хотя все равно лучше после завершения пайки удалять с припаянных деталей все остатки флюса.

Для нанесения жидкого флюса можно воспользоваться кисточкой, ватной палочкой или просто спичкой, но удобнее пользоваться так называемым «флюсапликатором». Можно попробовать купить фирменный флюсапликатор стоимостью примерно 20—30$, но куда проще и дешевле сделать его самому. Для этого потребуется кусочек силиконового или резинового шланга с внутренним диаметром 5 – 6 мм и одноразовый медицинский шприц.

Читайте также:  Тросоукладчик для лебедки своими руками

Шприц разрезается на 2 части. Обе части вставляются в резиновую трубку. Иголка слегка укорачивается, ее можно для удобства пользования слегка изогнуть. Слегка нажимая на шланг, выдавливаем из кончика капельку флюса на припаиваемые детали и производим пайку. При хранении, чтобы не засыхала иголка внутрь нее можно вставлять тонкую проволоку. Так же удобно пользоваться флюсом в виде геля или пасты. Для его нанесения тоже можно воспользоваться одноразовым шприцем, только из-за его густоты иголку шприцевую придется взять потолще.

Другие статьи из цикла про пайку:

Назначение разного вида флюсов для пайки

Пайка деталей и изделий с применением специальных реагентов, называемых флюсами, широко распространена в самых различных отраслях промышленного производства.

При этом основное назначение флюсов – обеспечить идеальное растекание припоя по поверхности паяного соединения и создать условия для его надёжной адгезии к металлическим изделиям. Иными словами, без флюса в большинстве случаев при пайке не обойтись, они нужны для соблюдения технологии.

Разновидности флюсовых составов

При рассмотрении вопроса о том, для чего нужен флюс при выполнении пайки материалов, любое дополнительное пояснение можно считать излишним.

Для полного понимания сферы применения и особенностей работы необходимо ознакомиться с известными видами используемых на практике флюсов.

В соответствие со своим основным назначением, а также по степени воздействия на соединяемые изделия все флюсовые составы для пайки подразделяются на следующие категории:

  • неактивные или нейтральные флюсы, не включающие кислот и практически не проводящие электрический ток;
  • активные или кислотные флюсовые реактивы, приготавливаемые на основе соляной кислоты;
  • защитные (антикоррозийные) флюсы, позволяющие уберечь контактную зону пайки уже готового соединения от ржавчины и разрушения.

Каждая из этих категорий находит свою сферу применения. Есть флюсы, которые нужны преимущественно для пайки электронных схем. Производят флюсы в виде паст, гелей и жидкостей.

А известный флюс бура применяется в виде порошка, и нужен для пайки медных труб. Паяльная паста – смесь припоя и флюса – нужна для поверхностного монтажа деталей на платах.

Нейтральные вещества

К нейтральным флюсам можно отнести канифоль, использовать которую рекомендуется при пайке мелких радиотехнических компонентов и микросхем.

Этот популярный реагент нужен для того, чтобы паять разнородные по структуре детали из меди и её сплавов при сравнительно невысоких температурах нагрева места стыка (не более 450-ти градусов). Причём проведение этой операции допустимо даже при наличии на поверхности заготовок тонких оксидных плёнок.

Благодаря малой активности флюсы на основе канифоли обеспечивают защищённость изделий от коррозии и пользуются в связи с этим повышенным спросом.

При приготовлении рабочего состава в растолчённую до порошкообразного состояния канифоль добавляются спирт, глицерин или скипидар, что способствует улучшению качественных показателей смеси.

Продаются нейтральные флюс-гели, которые нужны для бессвинцовой пайки микросхем. Их удобно наносить специальным шприцем-дозатором.

Активные и антикоррозионные

Активные флюсы так же нередко изготавливаются на основе канифоли, доведённой до порошкообразного состояния. Однако в этом случае в составе приготавливаемой смеси в небольших объёмах содержатся органические соединения (кислотные или аминовые).

Благодаря этому с её помощью удаётся припаять к металлическому основанию не только медные детали, но и серебряные, никелевые и стальные изделия или заготовки.

В более сложных условиях пайки нужны активные флюсы на основе соляной кислоты с добавкой хлористого цинка, получаемого в результате простой реакции замещения.

Эта разновидность флюсовой добавки хорошо известна профессионалам: чаще всего она выпускается и продаётся под названием «паяльная кислота». Кислотные флюсы нужны для пайки алюминиевых деталей.

Сфера применения флюсов этого класса – запайка изделий из меди и серебра. Также они нужны для пайки стальных заготовок и различных сплавов.

Поскольку эти реагенты относятся к разряду химически активных составов, паяние с их применением позволяет эффективнее бороться с окисными плёнками. Такая активность обеспечивает более интенсивное взаимодействие с основным металлом, из которого изготовлены сплавляемые заготовки.

Ещё одной особенностью этих реагентов является высокая электрическая проводимость, что исключает возможность их использования в качестве изоляционного защитного покрытия.

Существуют составы на основе фосфорной и органических кислот. Зачем вообще нужны такие флюсы?

Они относятся к категории антикоррозионных и применяются для удаления с металлических поверхностей остатков и следов ржавчины, а также для защиты от возможности появления окислов после пайки (в процессе эксплуатации).

Поскольку при приготовлении этих смесей используются кислотные составляющие – они очень напоминают паяльные кислоты.

Однако в отличие от последних антикоррозийный флюс для пайки не устраняет оксидных плёнок. Он нужен доя защиты от разрушений, возможных из-за реакции окисления.

Порядок применения

Флюсы могут находиться как в твёрдом (пастообразном), так и жидком состоянии и продаваться в упаковках самой различной формы и объёма.

Так, твёрдая канифоль поступает в продажу в плоских баночках, оснащённых плотно закрывающейся крышкой.

Согласно исходному агрегатному состоянию этих составов различают следующие способы их применения:

  • при твёрдом флюсе во время пайки жало паяльника сначала нужно окунуть в тело реагента, после чего им захватывают небольшое количество припоя;
  • в тех случаях, когда на основе канифоли приготавливается или используется уже готовая жидкая смесь – она просто наносится на место спайки посредством обычной кисточки с мягким ворсом;
  • при работе с пастообразным составом небольшие порции флюса наносятся на место контакта любой подходящей для этого палочкой (выдавливаются из шприца, заранее заправленного до нужной дозировки).


Нередко в магазинах продаётся канифоль, приготовленная в виде специального геля, уже размещённого в шприце определённой ёмкости.

Такие гелеобразные составы принято относить к нейтральным реагентам, широко применяемым в радиоэлектронике для пайки миниатюрных деталей.

Самостоятельное приготовление

Приготовить рабочий флюс для пайки на основе канифоли можно самостоятельно. Для этого достаточно раздробить и растереть её в порошок, а затем засыпать полученный состав в ёмкость и сразу же залить небольшим количеством технического спирта.

Соотношение используемых при подготовке флюса компонентов должно составлять три к пяти. После тщательного встряхивания приготавливаемой смеси следует оставить её на пару дней и не трогать до тех пор, пока канифоль окончательно не растворится в спирте.

Самой подходящей ёмкостью под жидкий флюс является обычный пузырёк из-под лака, в крышке которого уже имеется встроенная кисточка. Непосредственно перед использованием рекомендуется тщательно отмыть бывшую в употреблении бутылочку от следов лака.

Довольно часто специалистами применяется ещё одна близкая к флюсам разновидность активных добавок, называемая паяльным жиром. Этот реагент принято относить к условно нейтральным составам. Они нужны, чтобы несколько улучшить условия пайки металлических соединений.

Следует напомнить, что прежде чем покупать какую-либо марку флюса, нужно изучить инструкцию к ней, и понять, для чего конкретно она предназначается.

Только в этом случае получится сделать качественное паяльное соединение.

Для чего нужен флюс при пайке?

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.

Использование флюса при пайке

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 паяльная кислота 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.
Читайте также:  Как пользоваться оптическим нивелиром

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.

Флюс для пайки алюминия

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.

Зачем необходим флюс (канифоль) при пайке

Во многих отраслях промышленности для соединения твердых материалов применяется такой способ, как пайка. Качественная работа зависит от наличия инструмента, оборудования и расходных материалов, одним из которых является флюс. Те, кто в детстве посещал кружок радиолюбителя или любил паять в домашних условия, знает, что такое флюс и зачем он нужен.

Флюс представляет собой особый сплав материалов, обладающий лёгкой структурой и применяемый для соединения двух разных материалов. При этом целесообразнее использовать вещество, подходящее для конкретного материала. То есть, определённый состав для эмалированных металлов, и совершенно другой – для соединения медных предметов.

Но те, кто впервые столкнулся с процедурой, не совсем понимают, для чего нужна канифоль при пайке. Знакомые с детства янтарные кусочки являются самым распространённым флюсом. От их применения пайка получается качественнее и быстрее. Благодаря канифоли припой лучше контактирует с поверхностями обоих материалов.

Задачи флюса при пайке таковы:

  • подготовить поверхности двух изделий;
  • очистить поверхность от различных плёнок и жиров;
  • снизить поверхностное натяжение в припое.

При использовании сплава увеличивается площадь контакта соединяемых предметов, что способствует прочному контакту. А также вещество продлевает срок службы спаянных элементов, потому что предотвращает образование новых процессов окисления в местах соединения. Вот зачем нужна канифоль и другие виды. Узнав, что это такое, следует разобраться с классификацией сплава.

Виды и характеристики

Сплавы для соединения классифицируются по тому, как воздействуют на элементы до, во время и после пайки. Та же канифоль, как и многие составы на её основе, относится к группе малоактивных флюсов. Если для чего такой флюс и нужен, то при пайке микросхем, где возможности состава полностью реализуются. Сплав хорошо удаляет тонкие оксидные плёнки с медных, латунных и других поверхностей. Но при этом не становится причиной возникновения коррозии из-за минимальной активности. При необходимости улучшить свойства канифоли вещество соединяют со скипидаром или спиртом. В итоге получают бескислотные или нейтральные виды. Такой вид часто применяется во время ремонта радиоэлектроники, а также при её производстве. В таких целях выбирается именно этот сплав, потому что флюс является диэлектриком и не образует утечек тока.

Если к канифоли добавляется кислота, то получается третий вид – активированный. Чаще всего в сплав входят органические кислоты и аминовые соединения в малых дозах. С его помощью удаётся соединить медные детали, а также серебряные, железные и никелевые.

Активные флюсы, в состав которых входит соляная кислота, используется для соединения изделий из железа. Но если к ней добавить хлористый цинк, то получается «флюс паяльный». Такой состав выпускается не только в промышленности, но и в домашних условиях.

Он подходит для пайки элементов из серебра, меди и железа. Но флюс категорически запрещён для использования в радиоэлектронике. Потому что сплав обладает высокой электропроводимостью и химической активностью.

Флюсы также бывают антикоррозийными и защитными. Первый вид предназначен для удаления коррозии с поверхности элемента, а второй не допускает образования окислов на уже обработанной поверхности. Коррозийные флюсы рекомендуется применять, если поверхности обоих изделий подвержены появления ржавчины. В их состав входят такие вещества, как:

  • салициловая кислота;
  • технический вазелин;
  • этиловый спирт;
  • триэтаноамин.

Защитные флюсы – это знакомый всем вазелин, воск, сахарная пудра и оливковое масло.

Различия между сплавами

Припои и флюсы различаются также по физическому состоянию на жидкие, твёрдые и пастообразные. Благодаря такому разнообразию способы применения значительно расширяется. Например, жидкими славами обрабатывать труднодоступные места изделий, чтобы защитить от окисления. Зато количество подачи пастообразных флюсов легче проконтролировать при паянии.

Другой фактор, по которому различают сплавы – это температура. Существуют вещества, которые проявляют активность при высокой температуре, а есть другая группа, которая плавится при минусовой температуре. Тугоплавкий состав прочнее соединяет изделия. Но есть один нюанс из-за высокой температуры плавления состав может повредить саму деталь и вывести её из строя.

Флюсы, которые плавятся при температуре от 50 до 400 градусов, относятся к группе легкоплавких. Именно их применяют в радиоэлектронике. В состав флюсов входит свинец, олово и другие элементы. У каждого вида сплавов есть своё назначение, с учётом которого и нужно выбирать флюс для определённой работы.

Так, твёрдый флюс следует использовать для пайки изделий с большим диаметром, а мягкие сплавы подходят для соединения тонких поверхностей. Если требуется ремонт металлической посуды, то лучше отдать предпочтение «паяльному флюсу» – раствору цинка с соляной кислотой.

Преимущества сплавов заключается в предохранении ранее очищенных металлических поверхностей от окисления, а также соединении припоя с подготовленной поверхностью. Проверить, так ли уж необходим флюс, можно, если один раз попробовать спаять два разных изделия без вспомогательного материала.

Лучшие заменители

Применяемые в промышленности или профессиональными мастерами составы крайне редко можно обнаружить у простого обывателя в квартире. Но что делать, если возникнет необходимость в пайке. Чем заменить флюс? Одно из самых распространённых веществ – это растворённый в воде аспирин. Состав легко приготовить в домашних условиях – достаточно растолочь одну таблетку и высыпать порошок в ёмкость с водой. Полученный раствор используется как обычный жидкий флюс.

Другой заменитель – это уксусная или лимонная кислота. Эффективность флюсов, приготовленных в домашних условиях, ниже, чем оригинальных , но определённых показателей с ними добиться можно.

Использование концентрированной соляной кислоты – вот что улучшит показатели. Важно только аккуратно обращаться с кислотой, поскольку она опасна для здоровья. Паяемые изделия с помощью такого состава не должны быть тонкими.

Приготовить флюс в домашних условиях можно из ортофосфорной кислоты, которая продаётся в магазине и имеет неплохие показатели. Она прекрасно снимает окислы, жировые налёты и различные плёнки.

По каким характеристикам выбрать состав

Применяемые флюсы выбирают в соответствии со следующими требованиями:

  • способности к растяжке;
  • прочности;
  • способности проводить ток и тепло.
Читайте также:  Каким клеем можно склеить металл?

Вещество для пайки выбирается исходя из типа соединяемого металла, температуры как самого сплава, так и достигаемой во время процедуры. Нужно учитывать ещё прочность и устойчивость элементов к коррозии. Выбирая паяльные сплавы, следует использовать те, у которых удельный вес меньше. Тогда припой вытеснит флюс на поверхность изделия при нанесении.

Если выбираются паяльные флюсы для транзисторов, то применяются сверх лёгкоплавкие составы. Максимальная температура, при которой они активизируются, составляет 150 градусов.

Рекомендуем также к прочтению:

Классификация флюсов для пайки

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.

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 пайке микросхем. 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.

  1. 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 паяльные кислоты 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.
  2. 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.
  3. 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.

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.).

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.

Общие требования к флюсам

Следует рассказать еще о нескольких требованиях, которым должны соответствовать флюсы любого типа.

  1. Текучесть состава не может быть чрезмерной. Ее должно хватать на обработку максимально возможной площади деталей, однако флюсу необходимо быть достаточно вязким, чтобы оставаться на месте пайки.
  2. Даже активные флюсы должны вступать в реакцию только с удаляемыми ими пленками, но не с материалом детали или самим припоем.
  3. Кроме более низкого удельного веса, флюс должен обладать и меньшими адгезионными характеристиками, по сравнению с припоем.
  4. Расплавившийся флюс должен создавать благоприятную среду для пайки, поэтому недопустимо его испарение или выгорание.
  5. Состав должен легко удаляться после пайки.

Использование флюсов для пайки различных металлов и сплавов

Как уже писалось выше, спаиваться может не только медь и сплавы на ее основе. Пайкой можно соединять и другие металлы. Поскольку они обладают разными физико-химическими свойствами, то для их обработки применяются и разные флюсы, которые следует выбирать в зависимости от предназначения.

Ортофосфорная и паяльная кислоты могут использоваться для обработки поверхностей из нержавейки (зачастую в домашних условиях невозможно отремонтировать детали из легированной стали иным способом, чем пайка). Правда, следует помнить, что паяльная кислота – активный флюс на основе кислоты, поэтому он должен удаляться сразу после соединения элементов.

Бура применяется для пайки медных труб, а также чугуна. В «меню» буры также входит пайка нержавеющих сталей, драгоценных металлов, сплавов кобальта с хромом. Этот флюс незаменим при прокладке и ремонте водопроводных систем. Эта соль (Na2B4O7) борной кислоты (H3BO3) может применяться без добавок, но для улучшения характеристик флюса используется смесь Na2B4O7 с H3BO3 в равных пропорциях. Добавление в состав фтористых и хлористых солей делает его более активным. Флюс из буры применяется при высокотемпературной пайке, после которой необходимо удалять его соли. Смесь можно приготовить самостоятельно. Компоненты смеси растираются в лабораторной посуде. После этого они растворяются в дистиллированной воде. Потом воду следует полностью выпарить.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector