На основе спирта
Для обычной пайки деталей из драгоценных и цветных металлов, важной работы с изделиями из черных металлов применяют раствор. В нем содержится этанола – 75%, канифоли – 24%, хлорида цинка – 1%. Все компоненты флюса растворяют накануне.
Если нужно получить особенно прочное соединение при пайке таких же деталей, то применяют пасту. В ее состав следует ввести 80% вазелина, 16% канифоли, 4% хлорида цинка. Остаточный налет после окончания работы легко удаляется кистью, смоченной в ацетоне.
Паять никелевые, платиновые изделия рекомендуют с флюсом, в состав которого преимущественно входит этанол с добавкой 3% глицерина и 1,4 % хлорида цинка. После окончания пайки рабочее место промывают обычной водой.
Для радиомонтажной пайки применяют флюс из этанола (от 63% до 74%), канифоли (от 20% до 25%), хлорида диэтиламмония (от 3% до 5%) и 1-2% триэтаноламина. Остатки смеси по окончании пайки можно смыть ацетоном, спиртом или оставить на поверхности.
Для многих металлических сплавов (железа, нихрома, серебра, бронзы, цинка, нержавейки) подходит флюс из 70% этанола, 22% канифоли, 6% хлорида фениламмония и 2% триэтаноламина.
Хорошими качествами обладают флюсы из 75% этилового спирта, 25% канифоли и 5% метафенилендиамина или солянокислого гидразина. Они удовлетворяют всем требованиям пайки.
Универсальный состав при нагревании может выделять летучие компоненты. Поэтому пайку нужно проводить в присутствии работающей вентиляции. Хранение флюсов на основе этанола требует особых условий.
Емкость с раствором должна быть закрыта герметично. Если флакон оставить слегка приоткрытым, спирт начнет улетучиваться, Это приведет к увеличению концентрации оставшихся реагентов, изменению свойств флюса.
Флюс в припое что это и зачем?
По аналогии со сварочной самозащитной проволокой выпускается офлюсованный припой. Нет нужды разделять операции по очистке обрабатываемой поверхности, улучшении адгезии.
Пример материала для бытового применения – 7-компонентная комбинация HTS2000 производства США для сращения широкого спектра алюминиевых сплавов.
Овальная трубка длиной 460 мм, Ø 2,1 мм плавится без внесения в зону пламени горелки, при касании разогретого металла. Температура плавления прутка 3900 подразумевает раздельное нагревание. Инструкция гласит, что плавление и заполнение шовного пространства происходит при натирании зоны нагрева присадочным прутком.
Для нагруженных швов не применяется. Технология раздельного нагрева усложнена и требует ювелирного владения горелкой. Чтобы не выжечь на протяженном участке ранее наложенный контактный слой, необходимы ухищрения по поддержанию равной температуры зоны обработки.
Поверхность нагрева в этот период беззащитна, окисляется. Присадочный стержень следует за щёткой, сцарапывающей окисную плёнку. Заполнение микропор при температуре, далёкой до разжижения основы безопасно: переход алюминия из твёрдого состояния в текучее трудно определить на глаз.
Отмечена невысокая герметичность за счёт образования пор на поверхности шва. Зато HTS2000 один из недорогих в своей нише. Обеспечивает достойную прочность сопряжения.
[stextbox id=’info’]На сколько хороши разрекламированные патентованные средства и целесообразность применения, проверяем на форумах по отзывам специалистов.[/stextbox]
Припой с флюсом HTS-528 с температурным порогом 7600 по этой же схеме применяется для чёрного металла с чугуном, сплавов меди, никеля. Изготовитель рекомендует ориентироваться по цвету нагретой детали, достигнута ли потребная температура.
Водные растворы и подручные средства
Если во всех предыдущих флюсовых растворах базовым являлось жидкое органическое вещество, то состав с аббревиатурой ФИМ радует возможностью приготовления на воде.
К воде нужно добавить 16% ортофосфорной кислоты с плотностью 1,7 г/мл и 3,7% этанола. Флюс применяют для пайки стальных, медных сплавов, драгоценных металлов. Промывать рабочую зону по окончании следует водой.
Можно приводить еще много составов с разными пропорциями компонентов. Способы приготовления зависят от конкретных рабочих потребностей и условий пайки.
https://www.youtube.com/watch?v=lO7aqdBgcrw
Если появилась срочная нужда спаять что-то на удаленной даче, где вообще ничего купить невозможно, то пригодятся экстремальные советы. Например, растворить аспирин в одеколоне или нашатырь в глицерине.
Можно использовать салициловый спирт, фруктовый сок (в нем есть природные кислоты) и растительное (желательно оливковое) масло. Конечно, на детали образуется налет, нагар, но, в крайнем случае, эти советы помогут выйти из положения.
Специалисты по пайке часто готовят флюсы самостоятельно, поэтому рецептов составления растворов довольно много. Однако всегда моно купить готовые препараты. Производители поставляют их на рынок с избытком.
Изготовление своими руками
Для спаивания радиотехнических проводов используют припои в виде тонких прутков, которые имеют диаметр 2 миллиметра. Они легко делаются своими руками.
Для того чтобы их сделать нужно будет взять сосуд. На его дне сделать отверстие. А после этого нужно будет вылить в него расплавленный оловянно-свинцовый припой. При этом сосуд должен будет располагаться над металлической плитой или жестяным листом. После застывания прутья разрезаются на куски необходимой длины.
Можно разлить такую смесь в формы:
- Гипсовые.
- Дюралюминиевые ёмкости.
- Жестяные желобы.
Осуществляется это всё следующим образом:
- Нужно на весах взвесить необходимое количество олова и свинца.
- В металлической тигле над газовой горелкой расплавьте металл. Его стоит перемешивать с помощью стального стержня.
- С расплавленной поверхности необходимо снять плёнку, используя стальную пластину.
- Сплав стоит разлить по формам.
Вне зависимости от того, какой тип флюса вы применяете, готовую пайку протрите тряпочкой, предварительно смочив её в ректификате или ацетоне. Для очистки шва применяйте жёсткую щётку, окунув её перед этим в растворитель.
На сегодняшний день на рынке можно приобрести гелеобразные и жидкие флюсы, которые имеют следующие преимущества:
- После пайки не требуется очистка.
- Такой флюс не проводит ток.
- Отсутствуют компоненты, которые провоцируют возникновение коррозии и окисления.
Жидкий флюс наносится с помощью кисточки или ватной палочки. Можно самостоятельно сделать приспособление для его нанесения при помощи силиконового шланга и обыкновенного шприца. Именно шланг будет наполняться жидким флюсом.
Пайка является одним из лучших способов соединения металлов. С её помощью обеспечивается высокий уровень герметичности и прочности, а процесс, по сравнению со сваркой не занимает много времени и прост.
Но в процессе пайки выделяются вредные газы. Именно поэтому при работе не забывайте о таких средствах защиты, как фартук на основе плотной ткани, очки и перчатки. А ещё риск отравления будет минимальным, если использовать флюсы хороших производителей.
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.
Определение и особенности
Паяльным флюсом называют сплав металлов, который имеет легкоплавкую структуру. Его используют для того, чтобы спаивать два различных вида материалов. Если вы точно знаете, каковы особенности соединения при термической обработке у двух разных материалов, то такой флюс можно сделать самостоятельно.
Соединить два разных материала с помощью флюса получится тогда, когда на уровне шва будет выдержана необходимая температура. Температура может колебаться, в зависимости от типа материалов, в пределах 50−500 градусов. Обязательно температурный режим плавки припоя должен быть намного выше температурного режима обрабатываемого материала.
Паяльный флюс подразделяется на несколько типов. Его выбирают, опираясь на такие факторы:
Устойчивость материала к коррозии.- Прочности материалов.
- Температура параметров поверхности работы.
- Температура флюса.
- Температура пайки.
- Вид металла.
Флюс для пайки подразделяют на две группы:
- Мягкие. Температура плавки небольшая.
- Твёрдые. Температурный порог высокий.
Припой тугоплавкий имеет температуру плавления более 500 градусов. При помощи его создаётся прочное соединение. Недостатком является тот фактор, что в некоторых случаях повышенный температурный режим может вызвать перегрев ключевого элемента конструкции и вывести её из строя.
Легкоплавкие припои имеют температуру плавки в пределах 50−400 градусов. В эти припои входят такие компоненты, как:
- Олово.
- Свинец.
- Прочие примеси.
Имеются и припои сверхлегкоплавкие, применяемые для соединения и пайки транзисторов. Максимальная температура плавки может быть 150 градусов.
Для спаивания тонких поверхностей необходимо применять мягкие флюсы, а для проводов большого диаметра — твёрдые, имеющие высокий температурный порог. Флюс должен обладать следующими характерными чертами:
- Различия температуры при плавке основного материала и припоя.
- Устойчивость к коррозии.
- Способность к растяжке.
- Прочность конструкции.
- Способность нормально проводить ток и тепло.
https://www.youtube.com/watch?v=C47VJQkiQQI
В качестве припоя могут быть применены такие материалы:
- Трубочки с колофонием.
- Проволочные катушки.
- Ленты.
- Прутья.
- Прочие флюсы.
Самой распространённой формой является прут из олова с диаметром сечения 1−5 метров.
рекомендовано брать небольшой кусок проволоки, размер которой не будет превышать спичку.
Для того чтобы спаять электросхемы, следует применять флюсы трубочные, которые содержат колофоний. Это смола, играющая роль припоя. Этим присадочным материалом можно без проблем соединить такие металлы, как латунь, серебро и медь.
Особенности легкоплавких флюсов
Мягкие паяльные флюсы могут плавиться до температуры 400 градусов. Благодаря им шов становится эластичным, мягким и прочным. Флюсы легкоплавкие можно разделить на следующие категории:
- Сверхлегкоплавкие.
- Специальные.
- Свинцово-оловянные.
- С минимальным количеством олова.
Самым оптимальным вариантом припоя можно считать олово, но из-за дороговизны материала он практически не применяется в чистом виде. В основном используют соединения свинца и олова. Из них получаются прочные соединения.
Флюс с низким содержанием олова и без свинца применяется для спаивания контактов при температуре до 300 градусов на небольших электрических схемах.
При температурном режиме 60−145 градусов флюсы сверхлегкоплавкие могут переходить в жидкое состояние и использоваться для ручного спаивания деликатных изделий. Но при этом соединение не очень прочное.
Специальные припои необходимы в том случае, если нужно получить совместимость характеристик припоя и основного материала. Для этого применяются составы, не поддающиеся пайки. К таковым относят:
- Чугун.
- Низкоуглеродистая сталь.
- Никель.
- Алюминий.
Для того чтобы спаять деталь из алюминия, необходимо сделать припой почти полностью состоящий из олова. А для того чтобы диффузия была лучшей, в него добавляют незначительное количество кадмия, буры и цинка.
Принципы классификации
Каждый, кто занимается пайкой, должен иметь представление о том, какие флюсы существуют. Есть несколько общеизвестных и вполне доступных веществ, например, бура или канифоль, на основе которых делают другие составы.
Вообще же, виды флюсов разнообразны, как разнообразны материалы деталей и способы пайки. Подходы к классификации отображает ГОСТ. Деление на группы происходит по нескольким признакам:
- температурному диапазону применения;
- виду растворителя (спиртом или водой растворяются флюсовые вещества);
- виду активатора (основное вещество, вызывающее защитные процессы);
- физическому состоянию (порошок, жидкость, паста, гель).
Флюсы проявляют максимальную активность в разных диапазонах температур. Одна группа рекомендована для пайки при относительно низких температурных показателях, до 450 ℃; вторая – при температурах, превышающих указанное значение.
Существует также деление флюсов по механизму действия, тесно связанному со свойствами активатора. Реакции взаимодействия с материалами деталей могут иметь химический или электрохимический характер. В некоторых ситуациях флюсы обеспечивают только защиту, в других оказывают реактивное действие.
Несмотря на разнообразные характеристики составов, требования к ним едины. Средство должно обладать строго определенной текучестью, чтобы состав покрывал рабочую площадь деталей, но не вытекал за ее пределы.
Препараты не должны вступать в неконтролируемые реакции. Флюс всегда должен иметь меньшую плотность и способность к адгезии (прилипчивость), чем масса припоя.
Флюсовые компоненты не могут подлежать выгоранию или испарению. Очень важна заключительная стадия. Нужно иметь возможность после окончания работы легко очистить место пайки от налета.
Тугоплавкие
Сфера применения – промышленная пайка чугунов, разнородных сталей, медесодержащих сплавов, томпака. Температура плавления в диапазоне 400–8000 С. Составляющие припоев: медь, серебро, никель, магний. Соединения отличаются прочностью.
В сокращении ПМЦ (припой медно-цинковый), цифра указывает на содержание меди. Всего используются 3 марки, утверждённые ГОСТ 1534—42 : ПМЦ-36, ПМЦ-48, ПМЦ-54. Помимо основного компонента присутствует цинк, 5–7% приходится на железо, олово, сурьму. Температура плавления 800–9000 С.
Существуют ограничения применения вследствие выгорания лигатур. Цинк выгорает при переходе из жидкой фазы, что становится причиной пористости. Разрушительные последствия грозят:
- Изделиям, испытывающим внутреннее давление.
- Вибрацию и динамические нагрузки.
В этом случае ведётся пайка рафинированной медью при повышении температуры. Иной путь – использование низкотемпературных оловянистых лигатур, улучшающих жидкотекучесть. Или кремнистых присадок. Кремний препятствует испарению и окислению цинка.
[stextbox id=’info’]ПМЦ выпускаются прутками, полосами, гранулами. Флюсы для пайки – бура.[/stextbox]
ПСр (медно-серебряные) – дорогостоящие тугоплавкие присадки высокой прочности. Уникальность в сохранении гибкости соединения. Разбег рабочих температур между начальным в ряду ПСр-10 и серебряным на 92% ПСр-92 – 720–9500. ПСр 72–92 нашли применение в соединительных операциях на высокочастотных элементах.
Альтернатива серебру — фосфор. Пластичные медно-фосфорые припои при сохранении подобия свойств имеют плюсы:
- Дешевизна.
- Устойчивость к коррозии и агрессивным средам.
- Жидкотекучесть.
- Температура плавления 700–8500.
- Пригодны для соединения разнородных металлов, например, медь со сталью.
Пайка алюминия ведётся в узких температурных рамках под слоем масла, чтобы сдержать окисление, ультразвуковыми паяльниками. Применяются силумин, 34А, П590А, П 575. Легирующие элементы кремний, медь, цинк.
Химия для пайки
Пайка — это соединение деталей между собой, для соединения этих деталей используется два основных компонента, это припой и флюс. Ни один процесс пайки не обходится без таких материалов как припой, флюс, канифоль, некоторые радиолюбители используют паяльные кислоты, различные смеси и прочее. В этой статье о них и поговорим.
Припой (олово)
Припой — это металл или сплав, применяется для соединения и пайки радиодеталей, имеет температуру плавления ниже, чем соединяемые металлы. Припой прочно соединяет радиодетали между собой, растекается по нему и заполняет зазоры или отверстия между соединяемыми деталями.
Припои бывают мягкие – температура плавления до 300°C и твёрдые – выше 300 °C. Мягкими припоями являются оловянно-свинцовые сплавы.
Продается они в катушках, тюбиках или же в виде прутков. Припои продаются даже с флюсом, такие легче плавятся и канифоль для пайки радиодеталей обычно не требуется. Радиолюбители часто применяют припой марки ПОС-61.
При использовании низкотемпературных припоев необходим специальный флюс, поскольку стандартный флюс при низких температурах малоактивен.
У бессвинцовых припоев температура плавления либо выше, либо ниже чем у свинцовооловянных видов припоя. Оловянно-свинцовые припои смачиваются лучше чем бессвинцовые, паять ими удобнее. Швы при использовании бессвинцовых припоев, возникающие при длительной эксплуатации также хуже, чем у припоев, содержащих свинец.
Канифоль
Канифоль бывает еловая или сосновая, применяют для пайки радиодеталей совместно с припоем, канифоль ускоряет пайку и способствует быстрому лужению радиодеталей. Канифоль помогает припою прилипнуть к поверхности и растекается по ней блестящей пленкой. После этого деталь очень легко припаивается.
Перед началом пайки разогретый паяльник сначала «макают» в канифоль, затем жалом паяльника дотрагиваются до припоя, после чего уже прикасаются к месту спаивания деталей. Количество канифоли здесь играет немаловажную роль и жалеть ее не надо Есть и другие способы нанесения канифоли, например, поднося кусочек к месту пайки, так например лудят вывода радиоэлементов или залуживают провода, всё зависит от конкретного случая.
Флюс
Флюс предназначен для удаления окислов или жировых загрязнений с поверхности металла, улучшения растекания жидкого припоя и для смачивания места пайки.
С помощью флюса вывода радиодеталей залуживаются и паяются очень быстро. Флюсы бывают химически активными (кислотными) и пассивными (нейтральными). Активными флюсами называют те флюсы, в составе которых присутствуют вещества, способные вступать во взаимодействие с металлом, это кислоты, хлористый цинк. При использовании таких флюсов паяльные швы подвергаются коррозии, что конечно же является недостатком этих видов флюсов. Но это не означает что применять такие флюсы нельзя, можно, только после того как закончите работу, плату нужно очистить от этого флюса. Одним из таких флюсов является флюс ЛТИ-120.
Многие радиолюбители применяют нейтральный флюс СКФ, такой флюс состоит из: спирта ~ 60%, канифоли ~ 40% и абсолютно не вреден для печатных плат.
Такой флюс можно изготовить и самому в домашних условиях, для этого берется спирт (70-90%), можно приобрести например в аптеке, и канифоль, ее нужно измельчить. Затем наливаем спирт в небольшую емкость, например в тюбик, и туда насыпаем крошки канифоли, в процентном соотношении примерно 70% спирта и 30% канифоли, затем закрываем пробку и взбалтываем до тех пор, пока канифоль полностью не растворится.
Флюсы бывают для пайки алюминия, нержавеющей стали, латунных, медных и стальных изделий, в виде раствора или порошка. В обычных условиях алюминий с трудом поддается пайке, так как на его поверхности после очистки мгновенно снова образуется оксидная пленка. Поэтому после зачистки место будущего спая на алюминии или его сплавах немедленно заливают заранее расплавленной канифолью. Пайку ведут мощным (не менее 100 Вт) паяльником, используя припой, состоящий из 80% олова и 20% цинка или 95% олова и 5% висмута. Припой набирают на паяльник и переносят на защищенную канифолью поверхность спая. Залуженный таким образом алюминий сравнительно легко поддается спаиванию. К его луженой поверхности можно припаять, например, медные провода.
Паяльная паста
Паяльная паста представляет собой пастообразное вещество, состоит из мельчайших шариков припоя, флюса и различных добавок. Паяльные пасты бывают безотмывочные и водосмываемые, последние содержат активные вещества, частицы которых могут стать причиной коррозии, если не удалить их с поверхности печатной платы.
Паяльная паста в основном применяется для поверхностного монтажа, для чип (SMD) радиодеталей и особенно удобны для пайки в труднодоступных местах. Пайка радиодеталей такой пастой осуществляется с помощью паяльной (фен) или ИК станции. Если вкратце, то технология следующая, сначала наносят капли пасты на места будущего спая, располагают радиодетали и нагревают.
Последовательность действий при пайке следующая:
1. Сначала поверхность платы нужно очистить, обезжирить и высушить. Для ускорения сушки можно воспользоваться феном.
2. Печатную плату необходимо надежно зафиксировать в горизонтальном положении, чтобы компоненты не слетели.
3. Паяльную пасту нужно наносить на печатную плату в местах будущей спайки, добиться чтобы вся паяемая поверхность была смочена пастой.
4. На плату устанавливаются детали: чип резисторы, конденсаторы, микросхемы и пр…
Постарайтесь добиться точного совмещения ножек микросхем и компонентов на печатной плате.
5. В идеале плату нужно подогревать еще и снизу, через пару минут фен устанавливается на температуру 150*C и несильной струей воздуха чтобы не сдуть детали, прогревается паяемая верхняя сторона платы вместе с установленными деталями. Прогрев продолжается до тех пор, пока флюс из паяльной пасты не испарится. Далее фен устанавливается на температуру около 240*C (температура плавления оловянно-свинцовой паяльной пасты около 200*C), и поверхность платы снова прогревается, при этом частицы припоя в пасте должны оплавиться и сформировать аккуратную пайку.
6. После окончания пайки плате нужно дать время остыть, затем можно ее промыть
Паяльный жир и паяльная кислота
Паяльный жир (бывает активным и нейтральным) нужен для тех же целей, что и канифоль, снимать невидимую оболочку-окисел с металла и улучшать пайку. Но если канифоль не справляется с этой задачей и эту оболочку со стали снять не может, то паяльный жир — пожалуйста!
Если металл не хочет лудиться, применяют паяльную кислоту. Преимущества кислоты в том, что она быстрее и качественнее обезжиривает детали для пайки, чем канифоль и жир паяльный.
Недостаток ее в том, что после пайки она еще долго реагирует с металлом, а также является очень неплохим проводником электрического тока, поэтому ее никогда уважающие себя электрики и электронщики не используют, им ни к чему посторонние пути прохождения тока.
Медь, бронзу, латунь можно паять канифолью или флюсом, свинец канифолью не будет паяться, нужно паять паяльным жиром. Если никель, сталь или железо то применяют паяльную кислоту, после пайки остатки кислоты нужно смыть водой. Если есть вариант выбора, то стоит выбирать все таки паяльный жир, т.к. он совмещает в себе преимущества и кислоты и жидкой канифоли (флюса).
Бура
Это высокотемпературный флюс (700-900*С), буру используют как флюс для пайки сталей, чугуна, меди и её сплавов среднеплавкими медными, латунными, золотыми и серебряными припоями. Расплавленная бура растворяет окислы металлов и очищает поверхность спаиваемых деталей. После применения буры при пайке необходимо удалять оставшиеся соли, применяя механическую зачистку.
Бура с борной кислотой при смешивании по весу один к одному образует борный флюс. Нужно перемешать составляющие, тщательно растереть в фарфоровой ступке, нагревая растворить в дистиллированной воде и выпаривать до твёрдого остатка. Для повышения активности флюса в смесь добавляют фтористые и хлористые соли.
Оксидал
Применяется для очистки жал паяльников или для пайки окисленных выводов радиодеталей. Для лучшего действия оксидала паяльник должен быть не менее 40 ватт. Продается оксидал в виде порошка, при работе с ним он выделяет неприятный запах и место около пайки покрывается «инеем». После пайки оксидалом остатки удаляются механическим путем.
Цапонлак
Цапонлак применяют для покрытия печатных дорожек с целью защиты их от внешних воздействий, например для защиты от влаги. Со временем на местах спайки радиодеталей могут появляться микротрещины, а проникновение в трещину паров воды со временем вызывает образование не проводящих тока оксидов. Цапонлак, нанесенный на точку пайки, образует прочную поверхностную упругую пленку и защищает это место от влаги.
Цапонлак бывает разных цветов: зеленого, красного, синего… Наносить его на плату лучше кисточкой или мягкой губкой. Покрывать цапонлаком (и вообще любыми ацетоносодержащими веществами) печатные платы целиком не рекомендую. Для этих целей продаются специальные бесцветные лаки.
Плата, покрытая цапонлаком:
Цапонлак удобно применять для фиксации резьбовых соединений, например чтобы не развинчивалась гайка.
