Флюсы ЛТИ, ТАГС, ЗИЛ и другие
На шестом месте расположились различной направленности с плавающей популярностью: ЛТИ (с индексами 1, 2, 3, 120 включают в себя воду, спирт, канифоль, аммиак, хлористый цинк, нашатырь, солянокислый анилин, триэтоланилин), ТАГС (глицерин, анилиновый активатор), ЗИЛ (с индексами 1, 2, 4 изготавливаются на основе хлоридов цинка, аммония, железа, соляной кислоты и воды), флюс-гель ТТ (обязательно смываемый флюс с индикацией активных остатков состоит из вазелина, эмульгатора, тетраэтиленгликоля и КРС-78), Ф-38Н (ортофосфорная кислота, диэтоламин солянокислый), ФКДТ (канифоль, спирт, мой любимый димэтилалкилбензиламмонийхлорид и трибутилфосфат), Kester 959t (разработан для пайки волной припоя без образования шариков).
Далее ФИМ (вода, спирт, ортофосфорная кислота), ЛК-2 (спирт, канифоль, хлориды аммония и цинка), ПВ (с индексами 200, 201, 284 и 209 на основе кислот применяется для высокотемпературной пайки), ФП 1 и 2 (вазелин, хлористый цинк, канифоль, нашатырь), КЭЦ (спирт, канифоль, хлористый цинк)
Наиболее интересным мне показался по сходной цене в 5$.
Что паять: железо, нержавейка, медь, бронза, цинк, нихром, серебро, никель, чугун.
Чем смывать: большинство из указанных флюсов смываются спирт, растворитель, ацетон, бензин и даже водой.
Мощность и тип
Основным критерием выбора паяльника является его мощность. Промышленностью выпускаются инструменты мощностью от 10 до 200 Вт и выше. Первые могут иметь размеры авторучки, последние выглядят как натуральный молоток внушительных размеров.
Электропаяльники мощностью 30 (слева), 60 и 200 Вт.
Осталось решить, какой паяльник выбрать для пайки проводов. Тут все будет зависеть от производимой операции, а точнее, от толщины и массивности деталей, которые необходимо запаять. Чем детали массивнее, тем большую теплоемкость должен иметь инструмент.
- 15-25 Вт – мелкие радиоэлементы, микросхемы, проводники диаметром до 0.3-0.5 мм;
- 30-40 Вт – крупные радиоэлементы, провода диаметром до 1 мм в том числе многожильные;
- 40-60 Вт – достаточно крупные детали, проводники диаметром до 2 мм;
- 100 Вт – массивные детали, провода диаметром до 3-4 мм;
- более 100 Вт – силовая электропроводка диаметром более 4 мм.
Если под рукой не окажется паяльника с необходимыми характеристиками, можно взять несколько больший по мощности, но не наоборот. Массивным прибором спаять тонкие провода при известном навыке можно, маленьким и маломощным толстые – практически никогда. Идеально, если в вашем хозяйстве будет несколько электропаяльников различной мощности.
Но как поступить, если паяльника необходимой мощности не окажется или его вообще не существует в природе? Пытаться припаять шины в карандаш толщиной стоваттным паяльником? Ни в коем случае! В этой ситуации поможет обычный огонь. Поместите подготовленные к пайке детали, к примеру, в пламя бытовой газовой горелки или спиртовки и паяйте.
Отдельно стоит отметить так называемые «пистолетные» или импульсные паяльники, которые достаточно широко использовались, да и сегодня стоят на вооружении у мастеров на выезде.
Современный вариант пистолетного паяльника.
С первого взгляда преимущества такого аппарата налицо – он мгновенно нагревается и так же быстро остывает. Но эта особенность удобна лишь узкому кругу специалистов – мастерам по вызову. Пришел, достал из чемодана, ткнул, убрал в чемодан, забрал деньги и ушел. Но тот, кто серьезно работал с такими паяльниками, отлично знает и их недостатки.
Прибор буквально неподъемный, не держит оптимальной температуры, форма жала, которое катастрофически горит, исключительно неудобная. В результате пайку подобным инструментом с проволочной петелькой вместо жала можно охарактеризовать фразой «уф, вроде прислюнил».
Пайка мягкими припоями
Пайка мягкими припоями может осуществляться только до температуры ниже, чем 400 градусов по Цельсию. Эти вещества позволяют обеспечить образование действительно прочного и одновременно мягкого шва, который не только будет отличаться относительной гибкостью но и хорошими показателями стойкости к коррозии и физическим воздействиям.
К мягким припоям относятся:
- Свинцово-оловянные
- Припои с малым содержанием олова
- Специальные и легкоплавимые
Припой, температура работы у которого 185 ÷ 267˚С – соединяет в себе олово и свинец. Также в небольшом количестве добавляется и сурьма. Перед покупкой обязательно проверяйте ГОСТ, там указана вся информация по припою. Например, ПОС 40 – последняя цифра означает что в данном веществе содержится 40% олова, в среднем сурьмы добавляется от 3 до 5 процентов, все остальное – свинец.
Для пайки также применяется бессвинцовой флюс. Их еще называются малооловянистые соединения. В основном их применяют для соединения небольших плат, контактов на нежных электрических схемах и т.д. Максимально допустимая температура плавления – 330 градусов по Цельсию.
Самые нераспространенные – это припои легкоплавкового типа, температура от 60 градусов до 145. Они приобретаются для низкотемпературной пайки или очень осторожной ручной сварки. В частности, их нельзя назвать основными припоями, т.к.у них очень маленькая прочность и эластичность. Они чаще применяются для повторного или ступенчатого паяния.
В отдельных случаях необходимо изготовление специального состава, его свойства подгоняются непосредственно для материалов, не поддающихся пайке (это флюс для никеля, низкоуглеродистой стали, алюминия, вольфрама и чугуна).
Рассмотрим самые популярные смеси:
- Флюсы для пайки алюминия в обязательном порядке должны быть на оловянной основе, также в них содержится бура, цинк, кадмий, но все, же олова в них содержится более чем 99 %. Цинк и кадмий необходимы для повышенной диффузии, которая способна проникнуть даже в глубинные слоя алюминия.
- Паста-флюс или гель для пайки микросхем, также такие припои используются для печатных плат.
Для таких сплавов припои поставляются в виде разнообразных составов относительно густых, прутьев, лент и проволочных катушек (как для сварки). Также бывают чушки, которые наполовину заполнены флюсом из канифоли.
Пайка проводов
Инструменты и флюс подобраны и готовы к работе, осталось выяснить, как правильно паять паяльником провода. Пока разогревается инструмент, подготовьте проводники, которые решили соединить. Для этого их нужно аккуратно зачистить от изоляции не очень острым ножом или специальным инструментом.
Осмотрите место зачистки. Жилы медные, а металл имеет яркий «рыжий» цвет? Предварительное облуживание не потребуется. Плотно скрутите провода между собой. Если проводник мягкий, а жилки тонкие, то это можно сделать руками. В противном случае воспользуйтесь пассатижами:
Подготовка многожильной проводки к пайке.
Теперь нужно нанести на место скрутки паяльный флюс. Если вы пользуетесь жидким, к примеру, раствором канифоли в спирте, то используйте кисточку. Если канифоль твердая, то просто положите скрутку на кусочек канифоли и прижмите ее разогретым паяльником до легкого вплавления в канифоль.
Теперь самая ответственная операция. Слегка обмакните жало в канифоль, а затем сразу же возьмите на него немного припоя. Прикоснитесь паяльником к будущему месту пайки и грейте соединение до тех пор, пока припой не начнет растекаться по проводу. Равномерно распределите расплав по всей скрутке. В результате у вас должно получиться что-то подобное:
Качественно спаянные проводники.
Если результат несколько отличается, не расстраивайтесь – с первого раза может получиться не совсем эстетично. Главное – припой равномерно растекся по проводкам, хорошо их смочил и пропитал скрутку. Все равно недовольны? Повторите операцию – снова нанесите канифоль и прогрейте место соединения, добавив припоя или, напротив, убрав лишний. Точно так же поступают и с одножильной или смешанной проводкой.
Теперь осталось решить вопрос как правильно спаять провода, если соединяемые проводки старые и сильно окислились. Прежде всего, постарайтесь качественно и до блеска зачистить жилки. Если провода одножильные, это несложно – достаточно ножа или мелкой наждачной бумаги.
Но многожильный провод качественно зачистить не удастся, поэтому придется применить несколько иную технологию пайки паяльником – предварительное лужение с использованием кислотного флюса. Если такового под рукой не оказалось, воспользуйтесь таблеткой обычной ацетилсалициловой кислоты, именуемой в народе «аспирин».
Ацетилсалициловая кислота – отличный кислотный флюс для пайки.
Облуживание при помощи таблетки аспирина проводите в следующей последовательности:
- Освободите концы проводников от изоляции.
- По возможности зачистите окисленные провода до блеска.
- Если в проводнике много жил, плотно их скрутите между собой.
- Прижмите проводник к таблетке и прогрейте паяльником до появления дыма.
- Возьмите на жало немного канифоли, припоя и прогревая провод, хорошенько покройте его припоем, которого на жале должен быть минимум.
- Промойте облуженные концы проводов спиртом, чтобы удалить остатки кислоты.
После всех этих процедур в вашем распоряжении окажутся два одножильных проводка, готовых к пайке обычным образом:
Облуженные провода, готовые к пайке.
Осталось плотно их скрутить и спаять при помощи обычной канифоли.
Паяльный флюс
Для того чтобы пайка была качественной, припой должен прочно сцепиться со спаиваемой деталью, смочить ее. Но при нагревании практически любой металл интенсивно окисляется и абсолютно не смачивается припоем. Даже если вам удастся что-то изобразить при помощи паяльника и одного припоя, такая пайка, называемая среди специалистов «холодной», не обеспечит ни хорошего контакта, ни механической прочности.
Припой абсолютно не сцепился с медью проводов – эту спайку можно разобрать голыми руками
Чтобы обеспечить надежное сцепление припоя со спаиваемым металлом, используют те или иные флюсы. По методу воздействия они делятся на две категории:
Пассивные флюсы, как видно из их названия, не взаимодействуют со спаиваемыми деталями. Их основное назначение – обеспечение хорошей растекаемости припоя и предотвращение образования оксидной пленки при нагревании спаиваемых деталей. Пассивные флюсы просты в использовании, доступны, безопасны для человека, не электропроводны и полностью нейтральны (не требуют отмывки после пайки). К недостаткам флюсов этого типа можно отнести неэффективность использования на окисленных деталях.
Всем известная канифоль является самым распространенным пассивным флюсом.
Активные флюсы не только улучшают растекаемость припоя и предотвращают образование оксидной пленки, но и способны эту пленку разрушать. Ввиду этого кислотные или щелочные флюсы нашли широкое применение для пайки сильно окисленных или мгновенно окисляющихся на воздухе металлов.
Существуют даже вещества, снимающие при прогреве паяльником лак с эмалированного провода. Из недостатков этого типа флюсов можно отметить высокие коррозийные и электропроводящие свойства (флюс после пайки нужно обязательно смывать), опасность для человека.
Флюсы, выпускаемые промышленностью на основе кислот.
Какой флюс лучше использовать для пайки проводов? Если вы собираетесь работать с медью, то идеальным вариантом будет канифоль или раствор канифоли в спирте. Даже если провода старые, но их несложно зачистить до блеска, то все же лучше пользоваться канифолью. Она хороший диэлектрик и абсолютно не взаимодействует с металлом на химическом уровне.
Активный же флюс вам понадобится в том случае, если провода сильно окислились или выполнены из сплавов, плохо поддающихся пайке – никеля, стали, алюминия и пр. Хотя никто не запрещает пользоваться этими составами и для работы с обычной медью. Единственно, если не хотите, чтобы соединение развалилось через месяц-другой, не забудьте после работы тщательно промыть место пайки спиртом или бензином. Ну и, конечно, сразу же вымойте руки с мылом – кислота есть кислота, даже если она паяльная.
Токсичность флюсов для пайки. меры предосторожности
Невозможно представить себе радиолюбителя, который не держал бы в руках паяльника. Разумеется, каждый радиолюбитель при пайке пользуется флюсами, благо их существует десятки и сотни видов. И конечно же, рано или поздно возникает вопрос, в какой мере эти флюсы могут нанести вред здоровью. В данной статье мы не будем касаться качества пайки, технических характеристик флюсов, их цены и популярности, сконцентрируем своё внимание исключительно на вопросах их безопасности. Чего требует техника безопасности на рабочем месте по законодательству об охране труда? Цитирую: «Крайне серьёзно нужно относиться к соблюдению техники безопасности, поскольку при пайке и лужении, на работника могут воздействовать различные вредные факторы. К таковым следует отнести повышенную загазованность воздуха парами химических веществ, пожароопасность, брызги флюсов и припоев, повышенную температуру воздуха рабочей зоны. В данном случае крайне важно иметь средства индивидуальной защиты. Работы, связанные с пайкой и лужением, должны проводиться в специально оборудованных и предварительно подготовленных помещениях. Обязательно должна присутствовать система вентиляции. Вентиляционные установки должны быть оснащены звуковой и световой сигнализацией.»
Все работают под вытяжкой или со средствами защиты? Сильно сомневаюсь. Поэтому предлагаю рассмотреть составляющие флюсов и припоев, которые могут нанести вред здоровью.
Канифоль. Один из самых старых и популярных флюсов. Представляет собой смесь различных смоляных кислот и их изомеров, основная масса которых приходится на абиетиновую кислоту. Вещество сравнительно безопасное, но и с ним не всё так просто. Длительное вдыхание воздуха, в котором содержание частиц канифоли превышает допустимый уровень, приводит к развитию аллергической реакции организма, часто переходящей в астму. При пайке перегретым паяльником канифоль распадается. В продуктах её распада немало веществ с разной степенью вредности. Это кислоты: валерьяновая, гептиловая, каприловая, пеларгоновая, уксусная, пинолин, состоящий из кумола, цимола, метилциклогексана, диметилциклогексана, а так же абиетен, абиетип, декст — ропимарен, гидроретены и гидропимантрены. Это вещества с невысокой токсичностью, способные, однако, вызвать аллергию, астму и поражение слизистых оболочек. Синтетическая и гидрированная канифоль практически не содержат абиетиновую кислоту, поэтому почти не вызывает аллергической реакции, при нагревании в основном возгоняется, а не разлагается. В итоге — менее вредна. Единственный минус — такая канифоль в десятки раз дороже обычной сосновой.
Комбинированные флюсы состоят из двух или нескольких компонентов, упрощающих процесс нанесения и улучшающих качество пайки. Их множество, рассмотрим сначала флюсы отечественного производства, а затем импортные. Определённый плюс наших флюсов состоит в том, что большинство из них разрабатывалось с учётом ГОСТа и имеет описание с указанием состава.
Итак:
Глицерин гидразиновый флюс. В составе глицерин и гидразин. Глицерин — вещество совершенно безвредное. Но при пайке, будучи подверженным высокой температуре превращается в альдоль и акролеин. Как и все остальные альдегиды, они токсичны. Акролеин относится к I классу опасности, является сильным токсином, раздражает слизистые оболочки глаз и дыхательных путей. Мутаген. Гидразин так же относится к I классу опасности, вызывает головокружение, головную боль, тошноту и судороги. При отравлении высокими дозами — летальный исход по причине токсического отёка лёгких. Низкая цена и качество пайки делают его популярным, но при работе с ним необходимо соблюдать меры безопасности.
ЛТИ-120. Состав: канифоль,спирт этиловый, диэтиламин солянокислый, триэтаноламин. Про канифоль уже сказано. Диэтиламин солянокислый при пайке выделяет хлороводород (соляную кислоту), которая и разрушает окислы. Диэтиламин токсичен, вызывает раздражение слизистых оболочек верхних дыхательных путей и глаз, возбуждение ЦНС с последующим угнетением, тремор, судороги и смерть по причине асфиксии. Влияние на нервную систему этим не ограничивается. Экспериментальным путем доказано, что при вдыхании диэтиламина млекопитающими, у последних наступает длительное нарушение условных и безусловных рефлексов. Триэтаноламин, являющийся в данном флюсе нейтрализующим реагентом и ингибитором коррозии, менее вреден, тем не менее, является контактным аллергеном.
ФИМ. В составе: ортофосфорная кислота. Пары ортофосфорной кислоты при пайке могут вызывать раздражение слизистых оболочек, кашель. При длительной работе возможно накопительное отравление.
СКФ или ФКСп спиртовой флюс на основе канифоли, Смотрите «Канифоль«.
Ф38М. Состав: ортофосфорная кислота, глицерин, этиленгликоль, диэтиламин солянокислый. Среди перечисленных веществ «новичком» является этиленгликоль. По степени воздействия на организм он относится к веществам 3-го класса опасности, вызывает раздражение и кашель. Ф38М — весьма токсичная смесь и работать с ней необходимо используя вентиляцию.
ЗИЛ-1. В состав флюса входят: двухлористое олово, хлорная медь и цинк, соляная кислота. Олово — тяжёлый металл. Менее опасно, чем свинец, но тем не менее, при разложении большая часть его хлорида вместе с другими соединениями образует паяльный дым. Пары соляной кислоты вызывают раздражение слизистых оболочек верхних дыхательных путей, и, как следствие, развитие отёка лёгких. Продукты разложения хлорида меди также токсичны, вызывают накопительное отравление.
ЗИЛ-2. Состав: хлористый цинк, хлористый аммоний, хлорное железо. Воздействия на организм аналогичны ЗИЛ-1. Использование средств индивидуальной защиты при эксплуатации обоих флюсов обязательно.
ФКТ. Несмотря на то, что тетрабромид дипентена, содержится в этом флюсе в очень малых количествах, менее 0,1%, следует помнить , что это вещество токсично, и работы необходимо проводить под вытяжкой.
ФТС. Состав: спирт, кислота салициловая, триэтаноламин. Салициловая кислота обладает слабым раздражающим действием, токсична в больших дозах, триэтаноламин — контактный аллерген.
Флюс паста ВТС. Тот же ФТС, только в гелеобразном состоянии. Состав: салициловая кислота, триэтаноламин, технический вазелин.
Флюс — ТТ. Состав: вазелин, эмульгатор, тетраэтиленгликоль. Тетра- и триэтиленгликоль гораздо менее токсичны чем этиленгликоль и диэтиленгликоль. В целом данный состав достаточно малотоксичен, но тем не менее может вызывать раздражение дыхательных путей.
ФРК525-3К (Изагри). Состав: канифоль сосновая, эмульгатор, производные целлюлозы, спирт вторичный, активатор. Каких-либо опасных веществ не указано.про природу активатора правда ничего не сказано, но будем надеяться на порядочность изготовителя.
E-700 (Cyberflux) Состав: канифоль синтетическая, канифоль лиственничная модифицированная высшей категории, воск синтетический высокотемпературный, нейтральный растворитель, спирт бензиловый. Синтетическая канифоль — в отличии от обычной сосновой продукт менее аллергенный и более стабильный. канифоль лиственничная — достаточно безопасна, но имеет достаточно сильный запах и в больших количествах её пары могут вызывать раздражение слизистых оболочек.
TR-RM Состав: канифоль и пластификаторы. Виду отсутствия активаторов опасности представляет не более чем обычная канифоль.
Паяльный жир. Состав может варьироваться, чаще это стеариновая кислота, вазелин, различные активаторы начиная от адипиновой кислоты, заканчивая хлористым оловом. Нейтральный жир сравнительно безопасен, активный может вызывать раздражение дыхательных путей и аллергию.
Флюсы для пайки алюминия. Не будем рассматривать каждый по отдельности, их состав достаточно однотипен. Большинство из них содержат в своём составе фторбораты. Избыток фтора очень опасен, он вызывает остеосаркому. При регулярном использовании таких флюсов соблюдение мер безопасности крайне необходимо.
Теперь рассмотрим флюсы зарубежного производства
Одним из самых массовых поставщиков флюсов является Китай. Состав нигде не указан, да что состав, на большинстве указана страна происхождения США либо Япония. Для того, чтобы определить хотя бы примерный химический состав пришлось подвергнуть анализу несколько самых распространённых.
Amtech RMA-223 Состав: Вазелин технический, кислота стеариновая, кислота пальмитиновая, высшие жирные спирты. Вещества эти достаточно безопасны. В некоторых образцах встречается этиленгликоль, достаточно токсичный компонент антифризов и тормозных жидкостей.
Amtech NC-559-ASM и KINGBO RMA-218 Как выяснилось качественный состав этих флюсов весьма близок, разница лишь в процентном содержании основных компонентов. Были обнаружены Высшие карбоновые кислоты, высшие жирные спирты, сложные эфиры стеариновой и линолевой кислот, канифольные смолы природного либо искусственного происхождения. Перечисленные вещества не являются токсичными, но среди них оказался ещё и фенол, токсичное вещество второго класса опасности! Как выяснилось, в этом нет ничего удивительного. Для того, чтобы канифоль обладала заданными свойствами, такими как пластичность, низкая способность к окислению, отсутствие склонности к кристаллизации, её модифицируют. Один из недорогих, простых и эффективных способов это модификация канифоли фенолом.При этом канифоль ещё и существенно осветляется . Даже если на производстве полученный продукт очищают от избытка фенола, то всё равно часть его остаётся связанной канифольными кислотами. При производстве синтетических смол, которые используют при производстве флюсов, этот химикат также широко используется.
При пайке фенол освобождается и его пары попадают в воздух. Стоит заметить, что его наличие процессу пайки не вредит, наоборот, карболовая кислота, как ещё называют фенол, оказывает заметное флюсирующее действие. А теперь об опасности этого вещества. Хроническое отравление фенолом приводит к поражению центральной нервной системы, наблюдаются нервные расстройства, головокружение, головная боль. Страдают также почки, печень, органы дыхания и сердце. Имеются предположения о канцерогенном действии фенола. В России модификация канифоли фенолом не получила, но широко используется в Китае, Южной Корее, Индии и других странах.
Стоим отметить, что в небольших концентрациях фенол имеет своеобразный, слегка сладковатый запах, и в некоторых обзорах паяльных флюсов авторы на него указывают, не догадываясь о токсичности. Возникает вопрос, а производители таких флюсов знают о феноле? И если да, то почему не предупреждают? Разумеется знают. наверняка не все ещё забыли скандал, связанный с детскими игрушками из токсичных пластмасс из Китая. Стоит ли удивляться составу Китайских флюсов.
GOOT BS-850 Содержит канифоль высокой чистоты, 2-метил-2, 4-пентандиол (гексиленгликоль), активатор. Именно гексиленгликоль является основным компонентом, его по массе не менее 40%. Вещество это вызывает дерматит; раздражение глаз, кожи и слизистых оболочек. Способно поражать органы дыхания и печень. Поражает центральную нервную систему, вызывает слабость, ухудшение памяти. Стоит отметить, что данный ингредиент фирма GOOT применяет в большинстве своих флюсов.
На этом мы закончим первую часть статьи. Во второй части будет представлен анализ химического состава флюсов производства США, Канады, Германии и Японии.
Автор статьи: Крамарев Олег Витальевич
Консультанты:
Карнаухов С.Н. (доцент кафедры прикладной химии)
Никифоров А.А. (химик-технолог)
Баркалова Е.Н. (химик-биолог)
Литература:
- Вредные вещества в промышленности. Справочник для химиков, инженеров и врачей. Изд. 7-е, Том 1. Органические вещества. Под ред. Н. В. Лазарева и Э. Н. Левиной. Л., «Химия», 1976.
- Елизарова О.Н., Жидкова Л.В, Кочеткова Т.А. «Пособие по токсикологии для лаборантов» — М.:Медицина, 1974.
- «Методы определения токсичности и опасности химических веществ» под ред. И.В. Саноцкого. — М.:Медицина, 1970.
