Как сделать флюс для пайки своими руками

Почему алюминий плохо паяется?

Кто пытался паять алюминий, тот знает, что обычный припой на него совершенно не липнет. Все из-за устойчивой пленки оксида алюминия, которая обладает плохой адгезией к припою. Причем эта пленка покрывает алюминий и его сплавы очень быстро. Не успеешь зачистить — легкий металл уже окислился. Поэтому все методы пайки алюминия борятся сначала именно с пленкой, а затем уже заботятся об адгезии.

Оксид алюминия (Al2O3) в минералогии называется корундом. Крупные прозрачные кристаллы корунда являются драгоценными камнями. Из-за примесей корунд бывает окрашен в разные цвета: красный корунд (содержащий примеси хрома) называется рубином, а синий — сапфиром. Теперь понятно почему окисная пленка совсем не паяется.

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.

Канифольная группа

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.

Одну из исторически первых групп составляют канифольные флюсы.

Техническую канифоль получают из древесной смолы, поэтому флюсы на ее основе иногда называют смолосодежащими.

Светлая канифоль не содержит никаких добавок, имеет нейтральный характер. Такой флюс удобен для работы с обычным паяльником. Средство продается в готовом к использованию виде, предназначено для пайки меди и медных сплавов легкоплавящимися припоями.

Спирто-канифольный флюс содержит одну пятую часть канифоли, четыре пятых части этилового спирта. Смесь готовят простым растворением смолы в этаноле, применяют для пайки в труднодоступных местах деталей из меди и медных сплавов, для которых используют легкоплавкие припои.

Канифольно-глицериновый флюс – трехкомпонентная смесь, содержащая 89 % этилового спирта, 14% трехатомного спирта глицерина, 6% канифоли.

Состав готовят следующим образом: сначала в этаноле растворяют глицерин, потом туда добавляют канифоль. Флюс рекомендуют использовать для герметичной пайки легкоплавкими припоями деталей из медных сплавов или чистой меди в труднодоступных местах.

Остатки флюсов с канифолью после окончания работы хорошо удаляются кисточкой, смоченной в ацетоне или спирте. Все представленные выше флюсы не являются активными.

Активные флюсы делают на основе соляной или ортофосфорной кислоты, в редких случаях – фтористоводородной кислоты, в их состав может входить хлористый цинк, хлористые или фтористые металлы. Такие флюсы еще называют коррозионными.

Активный флюс хорошо растворяет оксидную пленку, но его остатки могут разъедать металл. Для пайки радиоэлементов, плат такие составы надо применять с осторожностью, тщательно удаляя остававшуюся пленку. Обычно их используют для коррозионностойких сталей, меди и ее сплавов, оцинкованного железа, никеля, нихрома.

Паяльник для пайки алюминия

Пайка алюминия при помощи паяльника должна учитывать площадь спаиваемых деталей. Алюминий, как и медь является хорошим проводником тепла, а значит тепла от паяльника должно поступать больше, чем рассеивают его спаиваемые детали.

Примерный расчет такой — 1000 кв. см. алюминия эффективно могут рассеять около 50 Вт тепловой мощности. Получается, чтобы спаять две детали с общей площадью 1000 кв. см, нужно взять , как минимум. Тогда пайка алюминия будет достаточно быстрая, чтобы не превратиться в пытку.

Можно паять и маломощным паяльником. Например, когда я паял радиатор своего Кузнечика паяльником 60 Вт, то мне помогла термовоздушная паяльная станция, которая выполняла роль подогрева.

https://www.youtube.com/watch?v=4DsWdDw-i0A

лучше брать с площадью побольше. Встречал упоминания зазубренных жал. Это чтобы легче было снимать оксидную пленку под слоем масла. Такое жало применять удобно — не нужно стружку пилить.

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.

Горелки для пайки алюминия

Когда мощности паяльника и подогрева не хватает для спайки, например, толстых алюминиевых листов, то на помощь приходят .

Про горелки я уже писал отдельную статью — Топ 10 горелок для пайки. Мощность и размер сопла горелки также зависит от тех площадей, которые нужно прогреть. Достоинством грелки является бесконтактное донесение тепла и высокая скорость разогрева. Часто края заготовки не успевают нагреться, а соединение уже спаяно.

Соблюдайте технику безопасности при работе с горелками!

Вот что можно делать с простой горелкой на баллончике.

Водные растворы и подручные средства

Нередки ситуации, когда под рукой нет активного флюса и припоя, который специально предназначен для соединения деталей из алюминия, а спаять их необходимо срочно. В таких ситуациях можно выполнить пайку обычным припоем, состоящим из алюминия и олова или олова и свинца. В качестве флюса в данном случае можно использовать канифоль.

Оксидная пленка при использовании данного метода пайки разрушается под слоем канифоли, в которую можно дополнительно добавить металлические опилки. Для ее разрушения применяется специальный паяльник со скребком, который необходимо предварительно залудить. Скребок наряду с опилками разрушает оксидную пленку на поверхности деталей, а канифоль не дает образоваться новой. Кроме того, скребок-паяльник, перемещая расплавленный припой по месту будущего соединения, обеспечивает его лужение.

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.

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.

Что лучше — сварка или пайка алюминия?

Споры при ответе на этот вопрос и не думают стихать. Оказывается все зависит от вашего предназначения. Точнее предназначения ваших соединяемых деталек.

Если нужно запаять радиатор автомобиля, то подходит лучше пайка алюминия, потому как дешево. Для ответственных работ (несущие конструкции) и пищевых емкостей (например, молочная фляга) лучше подходит сварка, потому как надежнее. Вот как бы я сформулировал ответ на этот вопрос.

Ясно, что Мастеру с газовой сваркой легче заварить радиатор, а не паять его и наоборот — Мастеру с паяльником легче запаять.

А теперь посмотрите про TIG сварку для начинающих. Очень полезно и хорошо снято.

Готовые составы

Среди готовых к использованию составов можно выбрать флюс для свинцовой, безсвинцовой или безканифольной пайки. Производят флюсы в виде паст, которые удобно наносить на металл. Иногда флюсовые составы помещают в полую проволоку припоя.

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.

Российские марки

Среди отечественных продуктов заметен СКФ – флюс паяльный из спирта и канифоли. Готовый раствор можно применять сразу. Все компоненты уже перемешаны. Он удобен в применении, остаточный слой легко снимается бензином или спиртом.

На рынке много узконаправленных составов для пайки от российских производителей, обозначенных аббревиатурами: ЛТИ, ТАГС, ЗИЛ, КРС, ЛК и так далее. Они содержат высокоактивный хлористый аммоний, аммиак, амины, хлорид цинка, другие активные реагенты.

Некоторые виды подходят для работы только с твердыми припоями. Есть виды, предназначенные для конкретных сплавов. Так, для пайки алюминия были разработаны специальные реактивные составы. Следует тщательно изучить этикетку, после этого выбрать флюс.