Несколько слов о флюсах для пайки

Спаи, флюсы и дополнительное оборудование для работы

Пайка — это процесс соединения проводов и металлических предметов с использованием плавкого металла, который прилипает к обеим соединяемым деталям, обеспечивая их связь. Прочитайте ниже о том, как выполнять пайку, какие существуют припои и зачем нужны флюсы.

Инструменты для пайки

Самый распространенный инструмент для пайки — это паяльник. Он может быть электрическим или газовым. Электрические паяльники бывают разной мощности: для пайки мелких деталей и тонких проводов подойдет паяльник мощностью 10-25 Вт, для более массивных работ — мощностью 40 Вт и выше. Современные паяльники оснащены керамическими сменными насадками. Для пайки массивных деталей или медных труб может потребоваться газовая горелка.

Припои

Популярный припой для пайки — марка ПОС-61, содержащий 61% олова и 39% свинца. Он имеет температуру плавления 183 градуса, но для оптимальных результатов рекомендуется пайка при 240 градусах. Для бытовых целей достаточно припоя ПОС-61.

Флюсы

Флюс — это важный материал для пайки, он смачивает поверхность и удаляет оксиды. Самый распространенный флюс для меди — сосновая канифоль в различных формах. Для стальных деталей нужна паяльная кислота, но ее нельзя использовать для электроники. Существуют и другие виды флюсов для различных материалов.

Спасибо за внимание, оставайтесь с нами для следующих статей о пайке.

Обращение с аккумуляторной кислотой

Аккумуляторная кислота — это серная кислота разбавленная водой. Это опасное вещество, поэтому необходимо обращаться с ней осторожно.

1. Это серная кислота, будьте внимательны.
2. Не допускайте попадания на кожу или слизистые.
3. Храните в непроницаемом контейнере.

Возврат к списку

## Хранение кислоты и аккумуляторов

Кислота должна храниться в недоступном от детей месте, в закрытой заводской упаковке, в дали от огня и прямых солнечных лучей. В случае с аккумулятором, корпус аккумулятора должен быть без внешних повреждений, а крышки банок плотно закручены.

В ни в коем случае не пытайтесь производить ремонт корпуса аккумулятора, так как в 90% случаев такой ремонт бесполезен. Пластик, из которого производят корпус аккумулятора, не поддается пайке или склейке, если все же получится устранить течь, то это не на долго.

## Заливка кислоты и воды

Запомните, всегда заливается кислота в воду, а не наоборот. В случае с аккумуляторной кислотой разрешается доливать воду, но маленькими порциями.

## Техники безопасности при заряде аккумулятора

Долив воды, кислоты в аккумулятор, заряд аккумуляторной батареи производится только на открытом воздухе или в хорошо проветриваемом помещении в резиновых (кислотно-стойких) перчатках, синтетической или резиновой одежде, и желательно в респираторе.

Во время заряда аккумулятора, заливки электролита в сухозаряженный аккумулятор, курение рядом или поднос огня КАТЕГОРИЧЕСКИ ЗАПРЕЩЕНО, так как это может привести к взрыву и нанесению вреда здоровью вам и рядом находящимся людям, а также нанести материальный ущерб имуществу.

## Происшествия с электролитом в транспортном средстве

В случае если на транспортном средстве вы почувствовали запах электролита, немедленно заглушите двигатель, откройте аккумуляторный отсек для проветривания. 

Не производите никаких работ по электрооборудованию, включая отключение клемм, так как образование искры может спровоцировать взрыв газа серной кислоты. После проветривания отбуксируйте транспортное средство в автосервис и обратитесь к специалистам.

## Нейтрализация кислоты

Кислоту всегда можно быстро обезвредить слабым раствором пищевой соды и воды, примерно 1-2 столовых ложки соды на чайную кружку. В случае попадания на одежду, её надо немедленно снять, если электролит попал на кожу, детали автомобиля, обработайте раствором, в глаза — промыть большим кол-вом проточной воды.

Не работайте с кислотой в хлопчатобумажной одежде, не используйте подставки в виде картона или хлопковых тряпок. Электролит не воздействует или воздействует очень слабо только на синтетические соединения. В канализацию, землю электролит НЕ СЛИВАТЬ.

## Нейтрализатор электролита

Сода + вода = Нейтрализатор электролита

Флюс бывает разным и разделяется на классы по составу и виду ионного обмена.

Флюс для пайки конструкционных сталей и чугунов

Данный флюс содержит щелочные металлы, облегчающие проникновение припоя в металлическую поверхность, увеличивающие смачиваемость металла и снижающие температуру плавления припоя.

Флюс для пайки алюминия

Такой флюс содержит гидроксид калия или натрия, который помогает удалить оксидную пленку с алюминиевых поверхностей и обеспечивает прочное и надёжное соединение.

Флюс для пайки меди и ее сплавов

В этом случае используется щелочной флюс на основе хлоридов или фторидов, способный удалять оксидные пленки с поверхности меди и ее сплавов.

Универсальные флюсы

Содержат смесь различных компонентов, которая позволяет использовать их для пайки разнообразных материалов, обеспечивая высокое качество процесса.

Флюсы с пониженным содержанием фтора

Используются, если требуется минимизировать воздействие фтора на окружающую среду и соединяемые материалы.

Флюсы для пайки пластмасс

Используются при необходимости пайки электрических компонентов на пластиковых или силиконовых поверхностях.

Выбор флюса зависит от специфики материалов, которые необходимо соединить, и условий пайки.

Таблица видов флюсов и их области применения

Теперь вы знаете, как выбрать подходящий флюс для нужд вашего проекта.

Канифоль и флюсы на её основе

В разделе будет рассмотрен самый популярный материал — канифоль.

Классическая сосновая канифоль DeBaiLong

Канифоль — это отвердевшая смола сосны или других хвойных деревьев. Она получается путем нагревания жидкой смолы и испарения терпеновых компонентов. Состоит из смеси различных смоляных и жирных кислот. Обычно имеет цвет от светло-желтого до черного.

Применимость и действие

Канифоль действует благодаря кислотам в ее составе. В расплаве она активизирует смолы и жирные кислоты, что позволяет растворить оксидный слой на поверхности спаянных деталей. Кроме того, она обволакивает область пайки, предотвращая проникновение кислорода и влаги из воздуха.

Канифоль относится к слабоактивным флюсам и применяется с металлами, склонными к диффузии в них оловянно-свинцового припоя, такими как медь и ее сплавы, серебро, золото. Но она не подходит для пайки чёрных металлов, алюминия и специальных сплавов с высоким удельным сопротивлением, таких как нихром, манганин, константан.

Применение

Канифоль применяется для пайки металлов с использованием низкотемпературных припоев. Она наносится только с помощью жала паяльника. В современной промышленности электроники канифоль в чистом виде уже не так широко применяется.

Таким образом, канифоль является одним из основных материалов для пайки металлов и обладает рядом свойств, которые делают ее незаменимой для определенных видов работ.

Таблица

Рекомендуемый припой Оловянно — свинцовый припой

Температура пайки 200°C

Смывка Не требуется

Помимо канифоли в твёрдом состоянии, также применяются её растворы в этиловом, изопропиловом спирте, этилацетате без включения или с различными добавками, увеличивающими активность. Примером спирто-канифольных флюсов служат СКФ (ФКСп), КЭ, ФКЭт (раствор в этилацетате) и множество других под общим названием «жидкая канифоль».

Они предоставляют большее удобство в работе, так как могут наноситься кисточкой, капельным и другими методами. Но для пайки компонентов поверхностного монтажа (SMD) не подходят, так как не фиксируют детали: во-первых, они «плавают» на поверхности жидкости; во-вторых, низкая температура кипения вызывает активное парообразование, провоцирующее смещение невесомых SMD-компонентов. А общие характеристики растворов близки к параметрам обычной канифоли.

Состав Канифоль, этиловый/изопропиловый спирт

Температура пайки Около 200°C

Для увеличения активности в состав добавляются присадки-активаторы, улучшающие качество и сокращающие время пайки. Примером служит уважаемый многими поколениями радиолюбителей ЛТИ-120. Смывка здесь не нужна, так как активное вещество разрушается при нагреве.

ЛТИ — 120

Состав Канифоль, этиловый/изопропиловый спирт, солянокислый диэтиламин

Помимо канифоли и жидких канифольных средств, производятся ещё геле- и пастообразные решения, являющиеся в настоящее время самыми применяемыми. Ими паяют как SMD, так и компоненты в корпусах с шарообразными выводами из припоя (BGA). Примером выступает архаичный нейтральный паяльный жир (смесь порошка канифоли и стеарина), простой и дешёвый TR-RM и современные высококачественные флюсы RMA-218 и RMA-223.

TR — RM

Состав Канифоль, технический вазелин

Температура пайки До 300°C

RMA — 218

Состав Канифоль, технический вазелин, адипиновая кислота

RMA — 223

Состав Канифоль, технический вазелин, глицерин

На основе глицерина

Кроме канифольных, существуют флюсы, основанные на глицерине — простейшем представителе трёхатомных спиртов. В отличие от быстроиспаряющихся спиртовых, такие практически не испаряются, что позволяет нанести их сразу на множество точек. Они относятся к средне- и высокоактивным, и требуют обязательной отмывки водой, этиловым/изопропиловым спиртом или растворителями: гигроскопичность неотмытого глицерина и сопутствующих остатков быстро приведёт к химическому разрушению соединения.

Высокая активность позволяет использовать их для меди и её сплавов с сильным окислением (чёрный плотный слой оксида двухвалентной меди, зелёный рыхлый слой солей меди и так далее), а также для углеродистых сталей, даже с коррозией.

Ввиду требования к обязательной отмывке и высокой активности остатков не рекомендуется применять их при монтаже деталей на печатной плате. Качественная отмывка плат, особенно при наличии на них элементов поверхностного монтажа, возможна только при использовании ультразвуковой ванны.

Востребованные представители: «Глицерин гидразин» и ТАГС.

Состав Глицерин, вода, ингибиторы коррозии, гидразин гидрохлорид

Применимость Медь, сплавы меди, углеродистые стали

Температура пайки До 350°C

Состав Триэтаноламин, анилин гидрохлорид, аммоний хлорид, глицерин, спирт этиловый или изопропиловый

Температура пайки До 320°C

На основе хлористого цинка

Хлорид цинка II представляет собой бесцветные кристаллы, полученные реакцией металлического цинка с соляной кислотой. Они легко растворяются в воде, спирте и других органических растворителях, образуя раствор с сильной кислотностью. В качестве флюса используют водные растворы ZnCl₂.

Они высокоактивны, поэтому всегда нужно отмывать покрытие водой, спецрастворителями, спиртами. Неотмытые остатки имеют высокую электропроводность. Пайка радиокомпонентов и печатных плат им запрещена. Им паяют и лудят изделия из меди или произведённых из неё сплавов (даже с сильной коррозией), разных чёрных металлов (железа, стали, чугуна, никеля), цинка и оцинкованных изделий, свинца, нихрома.

Пары хлористого цинка опасны. При работах наличие дымоуловителя и системы вентиляции обязательно.

Наиболее известны: «Паяльная кислота» и ЗИЛ-1 и ЗИЛ-2.

Состав Хлористый цинк, вода

Применимость Медь, сплавы меди, железо, сталь, чугун, никель, нихром

ЗИЛ — 1

Состав Хлористый цинк, двухлористое олово, хлорная смесь, соляная кислота, вода

Применимость Железо, сталь, чугун, никель, нихром

Рекомендуемый припой Оловянно — свинцовый припой с высоким содержанием свинца

Температура пайки До 400°C

ЗИЛ — 2

Состав Хлористый цинк, хлористый аммоний, хлорное железо, вода

Применимость Медь, сплавы меди, железо, сталь, чугун, никель, нихром, цинк, свинец

Ортофосфорная кислота

По применимости и технологии пайки она близка к хлористо-цинковым вариантам. С ней паяют медь со сплавами, но главным применением является пайка чёрных металлов разных марок, включая нержавеющую сталь, а также изделия, подвергшиеся коррозии. В месте контакта фосфорной кислоты с металлическим изделием образуется защитный слой фосфата железа, предохраняющий от дальнейшего коррозионного разрушения. Также подходит для пайки константана.

Она средне- и высокоактивная, обязательно смывается спиртами или специальными растворителями. Запрещается паять электронные компоненты и печатные платы.

Пары H3PO4 опасны. При работах требуется применение дымоуловителя и хорошая вентиляция.

Среди известных: «Ортофосфорная кислота» и ФИМ.

Состав Ортофосфорная кислота

Применимость Железо, сталь, чугун, никель, нержавеющая сталь, константан

Состав Ортофосфорная кислота, этиловый или изопропиловый спирт, ингибиторы коррозии

Применимость Медь, медные сплавы, железо, сталь, чугун, никель, нержавеющая и жаростойкая сталь

На основе триэтиламина

Они выступают классическими органическими композитными высокоактивными флюсами для пайки низкотемпературными припоями. Основными составляющими являются триэтиламин.

Составы на его основе применимы для пайки меди и сплавов из неё, но основное применение — это трудноспаиваемые материалы, а именно бериллиевая бронза, алюминий и другие лёгкие сплавы, нержавеющие и жаростойкие стали и прочие разновидности чёрных металлов, включая корродированные и сильно загрязнённые.

Обладают средней или высокой активностью, после монтажа их смывают спиртами, либо применяют специальные растворители. Компоненты с платами им не паяют, но допускается пайка алюминиевых и медных проводов и кабелей (в том числе между собой).

Пары триэтиламина ядовиты (особенно содержащие соединения кадмия ФТКА). Пайка осуществляется с дымоуловителем и правильно организованной вентиляцией.

Наиболее известные представители: ФТКА, Ф-34 и некоторые другие.

Состав Триэтиламин, фтороборат кадмия, фтороборат аммония

Применимость Алюминий, бериллиевая бронза, нержавеющая и жаростойкая сталь

Рекомендуемый припой Низкотемпературный оловянно — свинцовый припой

Ф — 34

Состав Триэтиламин, этиловый или изопропиловый спирт, ингибиторы коррозии, присадка для улучшения смачивания

Применимость Алюминий, магниевые сплавы, нержавеющая и жаростойкая сталь

Паяльные пасты

Они занимают промежуточное положение между припоями и флюсами. Вернее, они одновременно и те, и другие. Состоят из тонкого порошка «припой+флюс», преимущественно из канифоли. Применяются только для монтажа SMD и BGA-компонентов: паяльная паста обладает высокой клейкостью, позволяющей надёжно фиксировать деталь, так и высокой температурой закипания. После расплавления превращается в припой, стабильно фиксирующей компонент на плате.

Они нейтральные и не нуждаются в отмывке, но в условиях промышленного производства её всегда проводят.

Применяются как для монтажа с помощью паяльника или паяльной станции и ручным дозированием, так и автоматической пайки.

В качестве примера качественных и популярных продуктов могут быть названы KELLYSHUN GY618B и низкотемпературная бессвинцовая паста MECHANIC WQ-50 Lead Free.

Состав Олово, свинец, серебро, безотмывочный канифольный флюс

Применимость SMD, компоненты в корпусах BGA

Рекомендуемый припой Не требуется

Температура пайки До 183°C

MECHANIC WQ-50 LF

Состав Висмут, олово, безотмывочный флюс

Температура пайки До 138°C

Паяльный флюс — архиважная составляющая качественного паяного соединения. Припой заполняет места пайки, но его химическая диффузия со спаиваемыми деталями, обеспечивающая механическую прочность, долговечность и электрическую надёжность, возможна только при использовании флюса, полностью подходящего для конкретной ситуации. Металлов и сплавов множество. И флюсовых составов для них примерно столько же.