При пайке используется низкотемпературная пайка

Московский офис ЗАО ПФ «Плавка и Пайка»

• Телефон/факс:
• (495) 662-6793
• (495) 223-2798

Дополнительные вопросы присылайте на электронную почту:

Официальный представитель фирмы ЗАО ПФ «Плавка и пайка» в республике Беларусь, ООО Компания «Двина»

• г. Минск:
• 8-10-(37517)-3925356
• Гайк Борисович
• 8-10-(37517)-3233442
• Наталья
• г. Смоленск:
• 8-(4812)-209597

Пайка металлов довольно широко используется в быту и производстве, особенно там, где не требуется особая прочность соединения или есть необходимость в последующем разъединении деталей. Процесс пайки несложен, но имеет свои особенности, без учета которых невозможно получить качественный стык.

Пайка металлов выполняется разными способами, не только паяльником (как часто происходит в быту). В нашей статье мы расскажем о плюсах и минусах этой процедуры, рассмотрим ее варианты и опишем технологию пайки металлов.

При установке систем водоснабжения и других инженерных коммуникаций из медных сегментов применяются разные методы соединения. Один из надежных пайка.

Этот вариант подразумевает применение припоя, представляющего собой расходный материал в виде термопластичного состава. Он плавится, когда на него воздействует высокая температура, создаваемая газовой горелкой. Благодаря этому свойству припой проникает в зазор между двумя соединяемыми деталями.

Выполняя пайку медных труб, можно создать надежные швы, выдерживающие существенное давление и даже механическое воздействие. Полученные соединения можно разобрать путем повторного нагрева.

Нагрев до высоких
температур и последующее охлаждение
является источником напряжений, которые
могут вызвать не только деформации, но
даже появление трещин.

Термическая
обработка сварных деталейнеобходима
в связи с фазовыми превращениями,
происходящими в стали, остаточными
сварочными напряжениями. Кроме того,
некоторые участки этой зоны нагрева
характеризуются крупнозернистым
строением. Таким образом, назначение
термической обработки сварных заготовок
— снижение или устранение остаточных
напряжений и улучшение структуры свойств
металла в ЗТВ.

Технология пайки металлов

Технологический процесс пайки металлов осуществляется в следующем порядке:

• Предназначенные для соединения поверхности зачищаются. С них снимается фаска.
• Тонким слоем наносится подобранный в соответствии с характеристиками обрабатываемого материала флюс. Для того чтобы он лучше распределился, поверхность деталей предварительно лудят.
• Заготовка разогревается с помощью горелки в определенном радиусе от места соединения. Область стыка прогревается до температуры, существенно превышающей температуру плавления припоя.
• На разогретый участок соединения помещают припой, который начинает плавиться и заполнять имеющийся зазор.
• Процесс остывания спаянной детали должен быть естественным. В противном случае гарантировать качество соединения будет невозможно.

В процессе соединения меди и титана может применяться технология пайки без припоя. В ее основе лежит принцип контактного плавления. При нагреве материалов до необходимой температуры в месте контакта образуется расплав. Он заполняет имеющийся зазор, и в результате диффузии происходит процесс соединения частей конструкции.

Применять пайку можно в качестве способа соединения труб теплообменников, в холодильных установках, системах, передающих жидкости и газы.

Процесс пайки металлов может обеспечить возможность соединения частей конструкций, состав которых неодинаков. Для того чтобы выполнить эту задачу, требуется правильно выбрать припой и учесть разницу температуры его плавления с температурой плавления материалов, подлежащих обработке.

Оцените, пожалуйста, статью

Всего оценок: 2, Средняя: 4

Высокотемпературные флюсы

Флюсы представляют собой однородный мелкоизмельченный сухой порошок. Применяется в сухом порошкообразном виде или разведенном дистиллированной водой до состояния жидкой пасты. В связи с гигроскопичностью флюсов, после каждого взятия его из банки, полиэтиленового пакета, последние должны быть герметично закрыты и храниться в сухом помещении при комнатной температуре. Температурный интервал активности 400 — 1200 градусов. Обратите внимание, что температурный интервал меняется в зависимости от марки флюса.

Технология пайки медных труб

Медь легко поддается обработке. Ее не нужно очищать агрессивными средствами. Металл имеет хорошую адгезию с легкоплавкими сплавами. Поэтому подходящий припой не трудно подобрать.

Пайка медных труб водопровода

Соединение деталей из меди выполняется двумя способами. Независимо от варианта не нужно применять дорогие флюсы, так как не происходит бурная реакция с кислородом, когда металл начинает плавиться.

Соединение выполняется при температуре более 450°C и применении припоев из тугоплавких металлов, к которым относится медь и серебро. Метод позволяет получить твердые соединения.

При выполнении высокотемпературной пайки металл размягчается путем его отжига, а охлаждение созданного шва проводится естественным способом. Это позволяет максимально сохранить прочностные свойства меди.

При помощи твердой пайки соединяются изделия, диаметр которых 12-159 мм. Этот метод применяется для газопроводных сетей. Высокотемпературный способ позволяет соединить и водопроводные трубы, диаметр которых превышает 28 мм. Твердый метод также используется, если температура среды в трубопроводах больше 120°C. Высокотемпературный вариант пайки прекрасно подходит для создания отводов в сети отопления без разборки теплового контура.

Этот метод называется мягким соединением. Он осуществляется при температуре меньше 450°C. В процессе применяются припои из легкоплавких металлов, свинец и олово.

Низкотемпературный вариант соединения позволяет создавать швы шириной 7-50 мм. Такие соединения отличаются меньшей прочностью по сравнению со стыками, изготовленными с помощью высокотемпературного метода. Поэтому пайка мягким припоем не применяется для газовых коммуникаций.

При низкотемпературном методе не выполняется отжиг меди. Поэтому прочность металла не изменяется. Мягкая пайка используется при монтаже труб, у которых диаметр 6-108 мм. Этот метод также подходит для водопровода и систем отопления, если температура нагретой среды не превышает 130°C.

Пайка медных труб своими руками видео

Долговечные и прочные швы можно получить только при правильном и последовательном выполнении всех этапов работы. Соблюдая рекомендации, качественные стыки удастся создать твердым и мягким припоем. Для лучшего понимания темы следует посмотреть видео.

https://youtube.com/watch?v=mXOusvgi3So%3Ffeature%3Doembed

Припой и флюс

Степень важности использования в процессе работы качественных припоев трудно переоценить. Они должны быть изготовлены из чистых металлов или их сплавов в виде порошка, пасты, стержня, таблетки, тонкой фольги или гранул. Основными характеристиками припоев являются их температура плавления и смачиваемость. Прочность соединения молекул припоя с заготовкой должна быть выше прочности соединения молекул самого припойного материала.

Температура плавления припоя должна быть ниже, чем температура плавления заготовок. Величина данного показателя лежит в основе деления припойных материалов на тугоплавкие и легкоплавкие.

К легкоплавким относятся припои, созданные основе олова и свинца, которые могут применяться как в чистом виде, так и с добавлением всевозможных компонентов. Основу тугоплавких припоев для плавки металла составляют серебро и медь. К ним относятся медно-цинковые припои, используемые в процессе пайки стальных заготовок, а также изделия из меди и бронзы.

Пайка черных металлов медно-фосфорными припоями не допускается.

Хорошими показателями прочности отличаются серебряные припои. Их используют при необходимости пайки деталей, в процесс эксплуатации которых присутствует вибрация или удары.

Никелевые припои обеспечивают качественное соединение частей конструкции, работающих в условиях высоких температур.

Золотые припои необходимы для того, чтобы спаять золотые ювелирные изделия или трубки, которым предстоит работать в вакууме.

При спаивании магниевых заготовок или деталей, изготовленных из сплавов данного металла, применяются магниевые припои.

Задача флюсов – удалить уже имеющуюся оксидную пленку и не допустить образования новой. Каждый из них имеет собственный состав и обладает определенными свойствами.

В соответствии с существующей классификацией флюсы делят на:

• активные и нейтральные;
• жидкие, твердые, пастообразные и гелеобразные;
• флюсы с низкой и высокой температурой;
• водные и безводные.

Самыми распространенными флюсами, применяемыми в процессе пайки металлов, являются канифоль, хлористый цинк, ортофосфорная кислота, борная кислота и ее натриевая соль (бура).

Набор для пайки медных труб

Процесс соединения сегментов начинается с подготовки набора специальных приспособлений и расходных материалов. Без такого комплекта невозможно выполнить качественную спайку деталей.

Оборудование для пайки медных труб

Обработанные и очищенные поверхности медных элементов сначала всегда покрываются флюсом. Вещество представляет собой агрессивное соединение, полученное химическим путем. Флюс позволяет избавиться от оксидов и жира на изделиях. Производители изготавливают вещество в жидком и газообразном состоянии.

Припой — это тоже расходный материал. Он выбирается в зависимости от варианта пайки. Многие производители изготавливают припой на основе олова. У расходного материала температура плавления ниже, чем у медных деталей.

Для выполнения работ подходят припои, в которые добавлена сурьма, висмут или медь. Лучшим вариантом является расходный материал с серебром. Однако он больше стоит. Поэтому используется расходник, у которого один из компонентов — это медь.

Пайка выполняется газовой горелкой небольших или стандартных размеров. Инструмент создает узконаправленное пламя. В качестве горючего вещества, размещаемого в баллоне, вовремя низкотемпературной работы применяется смесь, состоящая из воздуха и пропана. Может также использоваться пропано-бутановое газообразное вещество, соединенное с воздушной средой. Объема смеси в одном баллоне хватает для выполнения примерно 300-400 стыков.

Во время высокотемпературной стыковке применяется горючая смесь, состоящая из пропана и кислорода или воздуха и ацетилена. Соединения также могут быть выполнены с помощью ацетилено-кислородного газообразного вещества.

Этот вид оборудования представляет собой электрическое приспособление. Инструмент позволяет соединить отдельные сегменты медных систем при использовании мягкого или твердого припоя. Электрический паяльник имеет прижимные клещи.

https://youtube.com/watch?v=UcaUysftDmU%3Ffeature%3Doembed

В устройстве также присутствуют съемные электрод Приспособление применяется на объектах, где нельзя использовать открытый огонь.

При монтаже медных инженерных коммуникаций не обойтись без трубореза. Инструмент позволяет нарезать трубы требуемой длины. Рекомендуется применять в работе исключительно высококачественные приспособления. Именно они позволят не замять металл и осуществить ровный срез.

При монтаже водопровода, отопления, сетей газоснабжения и кондиционирования также применяется фаскосниматель. Инструмент позволяет удалять заусенцы с внутренней кромки среза. Это приспособление облегчает вставку одной детали в другой элемент.

Однако действовать можно исключительно при использовании труборасширителя,  если состыковываются сегменты одинакового диаметра.

При подготовке медных элементов также выполняется зачистка их внутренних поверхностей. В процессе используется металлическая щетка или ершик.

Изготовление радиатора пайкой

Охлаждающая
поверхность радиатора (рис. 7) состоит
из латунных трубок, по которым течет
охлаждающая жидкость, и гофрированной
медной ленты толщиной 0,1 мм. В каждой
точке соприкосновения должно сформироваться
паяное соединение. Таким образом нужно
получить несколько тысяч соединений в
одном изделии при очень маленькой
толщине соединяемых элементов. Для
этого собранный из луженых латунных
трубок и гофрированной ленты пакет
направляют в печь, имеющую три камеры
с разными температурами. Камеры отделены
друг от друга шлюзами. Первая камера
служит для предварительного подогрева
пакета до температуры пайки. Внутри
второй камеры находится ванна с
расплавленным флюсом, в которую опускают
собранный пакет. Флюс удаляет окислы с
поверхности медной гофрированной ленты
и припоя, нанесенного на латунные трубки,
содействуя тем самым образованию паяных
соединений. В третьей камере происходит
охлаждение изделия. Таким образом за
один прием получено несколько тысяч
паяных соединений.

Рис. 7. Фрагмент паяного радиатора.

Пайка металлов — это технологическая операция, в результате проведения которой образуется неразъемное соединение металлов, находящихся в твердом состоянии. Проводится эта операция с помощью специального присадочного материала — припоя, температура плавления которого ниже, чем температура плавления материалов, подлежащих обработке. Процесс пайки имеет некоторые общие черты с процессом сварки методом плавления, но в данном случае растворение и диффузия наблюдаются не только у припоя, но и у спаиваемого металла.

Соединение, образовавшееся в процессе пайки металлов, должно соответствовать служебным свойствам изделия и условиям его эксплуатации. Исходя из этого, особые требования могут предъявляться к степени герметичности, коррозионной стойкости, вакуум-плотности, способности противостоять перегрузкам и термоударам, уровню электросопротивления и т. д.

В процессе пайки основной материал растворяется в жидком припое. Образуются эвтектик и твердые растворы. Между припоем и металлом возникает взаимная диффузия компонентов, завершающаяся кристаллизацией жидкой прослойки.

Степень прочности соединения, образовавшегося в процессе пайки, зависит от нескольких факторов. Прежде всего, это химический состав материалов, находящихся в работе. Он определяет выбор температуры и времени продолжительности пайки, характер физико-химических и диффузионных процессов, протекающих между основным материалом и припоем.

Показатели механической прочности будут тем выше, чем больше степень взаимной диффузии между расплавленным припоем и металлом. Повлиять на прочность пайки может и величина зазора. Его минимальные размеры обеспечат возможность качественного и быстрого затекания припоя в имеющиеся полости, в результате чего значение временного сопротивления паяного соединения окажется больше значения временного сопротивления самого припоя.

Температурное условие пайки

При
пайке должно выполняться температурное
условие

Температура
начала плавления материала детали

t1
= t2
+ t1

плавления
паяемого металла

над
температурой пайки

для
сохранения формы

t2
= t3
+ t2
+ t3

Перегрев
припоя, обеспечивающий смачивание

припоя

t3

t3
= t4
+ t4

Виды пайки металла

Из-за существенного количества классифицируемых параметров выделяется достаточно много видов пайки. Определяются они в соответствии с технологической классификацией, прописанной в ГОСТ 17349-79. По этому документу, виды пайки различаются по способу получения припоя, по источнику нагрева, по характеру заполнения зазора припоем, по типу кристаллизации шва, по способу удаления оксидной пленки, по характеристикам давления в стыке, по одновременности выполнения соединений.

Одним из основных параметров классификации пайки металлов является температура плавления припоя. Пайка считается высокотемпературной, если процесс плавки начинается при значениях, превышающих 450 °C, и низкотемпературной, если плавление возможно при меньших показателях.

Низкотемпературная пайка имеет ряд преимуществ. Это несложный в исполнении процесс, который осуществляется с минимальными затратами. Применять данный вид пайки можно в отношении тонких пленок и миниатюрных изделий. За счет хорошей электропроводности и теплопроводности припоев возникают условия для соединения разнородных материалов. Поэтому низкотемпературная пайка активно используется в области электроники и микроэлектроники.

Высокотемпературная пайка имеет свои достоинства. С ее помощью можно изготовить герметичные, вакуумно-прочные соединения, которые позволят конструкции функционировать в условиях высокого давления. Они способны выдержать существенную нагрузку и обладают ударопрочными качествами. Высокая температура возникает в результате нагрева материала с помощью газовых горелок и среднечастотных или высокочастотных индукционных токов.

Обработка изделия с неравномерными или некапиллярными зазорами происходит в процессе композиционной пайки. В этом случае используются специальные композиционные припои, в состав которых входит легкоплавкая составляющая и наполнитель с температурой плавления выше, чем температура пайки. Благодаря этому он остается нерасплавленным и заполняет имеющиеся между частями изделия зазоры. Его задача — создать среду для распространения легкоплавкой составляющей.

Классификация видов пайки, исходя из характера получения припоя для пайки металлов, представлена в двух вариантах:

• Пайка готовым припоем. Плавление припоя происходит в результате нагрева. Он заполняет зазор между деталями и за счет действия капиллярных сил удерживается в нем. Роль, которую играют капиллярные силы в данном процессе, очень значительна. Они обеспечивают максимальную возможность проникновения припоя в имеющиеся полости, благодаря чему обеспечивается высокий уровень прочности.
• Реакционно-флюсовая пайка. В данном случае процесс обеспечивается за счет реакции вытеснения, происходящей между основным материалом и флюсом для пайки металла. Итогом этого процесса является образование припоя. Описать этот процесс можно следующим образом: 3ZnCl2 (флюс) + 2Al (металл, с которым происходит соединение) = 2AlCl3 + Zn (образовавшийся припой).

Для того чтобы осуществить процесс пайки, необходимо произвести соответствующую подготовку изделий и обеспечить наличие флюса, припоя и источников тепла.

Высокотемпературные и низкотемпературные

Соединения, паяные
высокотемпературными припоями, более
прочны, чем соединения, паяные
низкотемпературными припоями. Кроме
того такие соединения можно эксплуатировать
при более высоких температурах.

Какие бывают припои, и какие у них свойства?

В начале своей радиолюбительской деятельности многие начинающие радиолюбители редко задаются вопросом о том, какие бывают припои и каковы их свойства.

Припой можно даже не покупать. Достаточно взять старую печатную плату от какого-нибудь электронного прибора и собрать его разогретым жалом паяльника с паяных контактов.

Особенно такой метод «добычи» актуален для тех, кто живёт вдали от городов и крупных населённых пунктов, где нет возможности побывать в магазине радиотоваров.

Припой, собранный с печатных плат

Но всё же, припой припою рознь. В своей практике человек, имеющий дело с электроникой, должен разбираться в вопросе его выбора. Поэтому рассмотрим подробно, какие бывают припои, для чего они применяются, какой из них лучше использовать для монтажа электронных схем и ремонта бытовой радиоаппаратуры.

Какие бывают припои?

Припои делят на мягкие (легкоплавкие) и твёрдые. Для монтажа радиоаппаратуры применяются как раз легкоплавкие, т.е. такие, температура плавления которых лежит в пределах до 300 – 450°C. Мягкие припои по своей прочности уступают твёрдым, но для сборки электронных приборов применяются именно они.

Припой представляет собой сплав металлов. Для легкоплавких припоев это, как правило, сплав олова и свинца. Именно эти металлы составляют большую часть в сплаве. Также в нём могут присутствовать и легирующие металлы, но их количество в составе невелико. Примеси других металлов вводят в сплав для получения определённых характеристик (температуры плавления, пластичности, прочности, устойчивости к коррозии).

Наибольшее распространение получил припой марки ПОС (Припой Оловянно-Свинцовый). Далее за кратким обозначением его марки следует число, которое показывает процентное содержание в нём олова. Так в ПОС-40 содержится 40% олова, а в ПОС-60, соответственно, 60%.

Бывает, что в пользование попадает припой неизвестной марки. Приблизительно оценить его состав можно по косвенным признакам:

• Припои оловянно-свинцовой группы имеют температуру плавления 183 – 265°C.
• Если припой имеет яркий металлический блеск, то в нём достаточно большое содержание олова (ПОС-61, ПОС-90).И, наоборот, если он тёмно-серого цвета, а поверхность матовая, то это указывает на большое содержание свинца. Именно свинец придаёт поверхности своеобразный сероватый оттенок.
• Припои, в которых много свинца очень пластичны.Так, например, пруток припоя диаметром 8 мм. с большим содержанием свинца (ПОС-30, ПОС-40) легко гнётся руками. Олово, в отличие от свинца, придаёт сплаву прочность и жёсткость. Если олова в сплаве много, то легко погнуть такой пруток уже не получится.

Рассмотрим, в каких целях используются припои оловянно-свинцовой группы (ПОС).

• ПОС-90 (Sn 90%, Pb 10%). Применяется при ремонте пищевой посуды и медицинского оборудования. Как видим, в нём небольшое содержание свинца (10%), который достаточно токсичен и его применение в вещах, соприкасающихся с пищей и водой недопустимо.
• ПОС-40 (Sn 40%, Pb 60%). В основном служит для пайки электроаппаратуры и деталей из оцинкованного железа, применяется для ремонта радиаторов, латунных и медных трубопроводов.
• ПОС-30 (Sn 30%, Pb 70%). Его применяют в кабельной промышленности, а также используют для лужения и пайки листового цинка.
• И, наконец, ПОС-61 (Sn 61%, Pb 39%). Тоже, что и ПОС-60. Думаю, между ними особой разницы нет.

ПОС-61 используется для лужения и пайки печатных плат радиоаппаратуры. Именно он в основном служит материалом для сборки электроники. Температура его плавления начинается со 183°C, а полное расплавление достигается при температуре в 190°C.

Производить пайку таким припоем можно с помощью обычного паяльного инструмента не боясь перегрева радиоэлементов, поскольку полное его расплавление достигается уже при 190°C.

ПОС-30,ПОС-40,ПОС-90 полностью расплавляются при температурах в 220 – 265°C. Для многих радиоэлектронных компонентов такая температура является предкритической. Поэтому для сборки самодельных электронных устройств лучше использовать ПОС-61.

Зарубежным аналогом ПОС-61 можно вполне считать припой Sn63Pb37 (олова 63%, свинца 37%). Он также применяется для пайки радиоаппаратуры и для изготовления самодельной электроники. Радиолюбители выбирают именно его, как альтернативу отечественному ПОС-61.

Как правило, любой припой продаётся в катушках или тюбиках по 10 ~ 100 грамм. На упаковке указывается состав сплава, например, так: Alloy 60/40 («Сплав 60/40» – он же ПОС-60). Имеет форму проволоки разного диаметра (от 0,25 до 3мм).

Также не редкость, что в его состав входит флюс (FLUX), которым заполнена сердцевина проволоки. Содержание флюса указывается в процентах (обычно от 1 до 3,5%). Такой форм-фактор очень удобен. При работе нет необходимости отдельно подавать флюс к месту пайки.

Одной из разновидностей припоев ПОС является припой марки ПОССу. Да, если произнести вслух, то звучит не очень то презентабельно

. Но, несмотря на это, оловянно-свинцовый припой c сурьмой (именно так расшифровывается сокращённое обозначение) применяется в автомобилестроении, в холодильном оборудовании, для пайки обмоток электрических машин, элементов электроаппаратуры, моточных деталей и кабельных изделий. Хорошо подходит для пайки оцинкованных деталей. В таком сплаве кроме свинца и олова присутствует от 0,5% до 2% сурьмы.

Как видим из таблицы, припой ПОССу-61-0,5 наиболее подходит для замены ПОС-61, так как имеет температуру полного расплавления – 189°C.

Стоит отметить, что существует и полностью бессвинцовый оловянно-сурьмянистый припой ПОСу 95-5 (Sn 95%, Sb 5%). Температура его плавления 234 – 240°C.

Низкотемпературные припои.

Среди припоев существуют и такие, которые предназначены специально для пайки компонентов очень чувствительных к перегреву. Самым «высокотемпературным» среди низкотемпературных является ПОСК-50-18. Он имеет температуру плавления 142–145°C. В своём составе ПОСК-50-18 имеет 50% олова и 18% кадмия. Остальные 32% приходится на свинец. Наличие в сплаве кадмия усиливает устойчивость к коррозии, но и придаёт ему токсичность.

Далее по убыванию температуры плавления идёт сплав РОЗЕ (Sn 25%, Pb 25%, Bi 50%). Маркируется как ПОСВ-50. Температура его плавления ниже температуры кипения воды и составляет 90 – 94°C. Он предназначен для пайки меди и латуни. В составе сплава РОЗЕ олово занимает 25%, свинец – 25%, висмут – 50%. Процентное соотношение металлов в сплаве может немного отличаться. Обычно указывается в графе «Состав» на упаковке.

Этот сплав очень популярен у радиомехаников и вообще у всех электронщиков. Применяют его для демонтажа/монтажа чувствительных к перегреву элементов. Кроме всего прочего, данный сплав идеально подходит для лужения медных дорожек только что изготовленной печатной платы.

Находит применение в плавких защитных предохранителях, которые можно обнаружить в любой радиоаппаратуре.

Ещё более низкотемпературным является сплав ВУДА (Sn 10%, Pb 40%, Bi 40%, Cd 10%). Его температура плавления 65 – 72°C. Так как в сплаве ВУДА присутствует кадмий (10%), то он токсичен, в отличие от сплава РОЗЕ.

Стоит отметить, что сплавы РОЗЕ и ВУДА достаточно дороги.

Паяльная паста.

В конце и без того длинного повествования хотелось бы немного рассказать о паяльной пасте. Используется она в основном для пайки поверхностно монтируемых компонентов (SMD’шек) и безвыводных микросхем в корпусах BGA.

На вид представляет собой серого цвета кашицу и состоит из о-о-очень мелких шариков сплава Sn62Pb36Ag2 (состав: 62% олова, 36% свинца и 2% серебра), а также безотмывочного флюса. На упаковке указывается, что флюс безотмывочный двумя буквами в названии – NC (No Clean – без очистки). Флюс, в котором содержаться шарики припоя на воздухе высыхает, поэтому пасту хранят в закрытой упаковке.

Паяльная паста Solder Plus

Применяется паяльная паста при сложном ремонте мобильных телефонов для пайки микросхем в корпусе BGA. Для её использования требуется дополнительное оборудование для ремонта сотовых телефонов, например, специальные трафареты. Стоимость такой пасты довольно высока. Да и не удивительно, ведь в её составе есть серебро.

В настоящее время в производстве электроники стали массово применяться бессвинцовые припои.

Главная » Радиоэлектроника для начинающих » Текущая страница

Припои и флюсы.

Припой
— это материал, соединяющий заготовки.
Температура плавления припоя должна
быть ниже, чем у паяемых материалов.
Флюсы
являются вспомогательными материалами,
они защищают от окисления соединяемые
металлы и припой в процессе пайки
(аналогично действию флюса при сварке).
В состав образующегося паяного соединения
флюсы не входят.

Флюсы используют
не во всех случаях. При пайке в защитных
атмосферах (аргоне) или вакууме они не
нужны, т.к. отсутствует контакт припоя
и паяемых заготовок с атмосферой.

Различают
низкотемпературную и высокотемпературную
пайку с температурой, соответственно,
ниже и выше 450°С.

Для
низкотемпературной пайки используют
припои на основе легкоплавких металлов
— галлий (tпл=29,78°С),
индий (tпл=156,4°С),
олово (tпл=231,9°С),
висмут (tпл=271,3°С),
свинец (tпл=327°С),
кадмий (tпл=321°С),
цинк (tпл=419°С).

В
качестве высокоплавких припоев могут
быть использованы сплавы систем «Cu
— Ni»,
«Cu
– Ni
— Si»
(например, припой ПМН10 – 90% Cu,
10%Ni,
tпл=1140°С).

Флюсы
для низкотемпературной и высокотемпературной
пайки различны. Для низкотемпературной
пайки в качестве флюса
широко
используют канифоль (пайка меди и сплавов
на ее основе, сталей). Основной составной
частью канифоли является абиетиновая
кислота С20Н30О2,
плавящаяся при 173°С.

Среди многочисленных способов нагрева деталей, подлежащих пайке, в домашних условиях самым распространенным является нагрев паяльником или строительным феном.

Электрический или газовый паяльник может использоваться при низкотемпературной пайке. Благодаря тепловой энергии, которая аккумулируется в массе его металлического наконечника, он нагревает металл и припой, обеспечивая возможность соединения деталей.

Если рассматривать нагревательное оборудование с точки зрения его универсальности, стоит обратить внимание на газовые горелки и заправляемые бензином или керосином паяльные лампы. Их использование обеспечивает возможность проведения не только высокотемпературной, но и низкотемпературной пайки, требующейся в процессе соединения массивных деталей.

В процессе соединения металлов пайкой могут использоваться и другие методы нагрева:

• Индукционный метод. Нагрев происходит в катушке-индикаторе, через которую пропускается электрический ток. Использование данного метода позволяет создать условия для быстрого нагрева толстостенных деталей, что является бесспорным преимуществом в процессе припаивания твердосплавных резцов к режущему инструменту.
• Пайка электросопротивлением. Паяемые изделия в данном случае рассматриваются как части единой электрической цепи. Теплота выделяется в результате прохождения через детали тока.
• Пайка методом погружения. Происходит в расплавленных припоях и солях.
• Электролитная, дуговая, экзотермическая пайка.
• Пайка лучами, нагревательными матами и штампами.

Подготовка поверхности детали к пайке и удаление остатков коррозионно-активного флюса после пайки

Поверхности, которые
будут подвергнуты пайке, должны быть
обработаны с оптимальной точностью и
шероховатостью и не иметь заусенцев
после механической обработки

Поверхность паяемого
металла может быть загрязнена маслами,
смазочно-охлаждающей жидкостью, смазками,
красками, пылью, грязью. Слои таких
загрязнений мешают удалению оксидной
пленки и образованию качественного
паяного соединения.

Чтобы удалить такие
загрязнения, деталь перед пайкой следует
помыть в щелочном растворе следующего
состава (в граммах на литр воды):

Если этого недостаточно,
то для обезжиривания используют
органические растворители (например,
ацетон).

После очистки детали
промывают в чистой (дистиллированной)
горячей и холодной воде и сушат.

После пайки с
деталей смывают остатки коррозионно-активных
флюсов в жидкостях, которые их растворяют.
Затем детали промывают в горячей и
холодной воде и сушат.

Рис. 8. Каскадная многоволновая пайка
печатной платы.

Пайка приборов электрооборудования

Для пайки печатных
плат используют установки каскадной
многоволновой пайки (рис. 8).

В печи образуется
ванна расплавленного свинцово-оловянистого
припоя. Насос непрерывно направляет
поток припоя по наклонному поддону,
напоминающему стиральную доску, так
что припой образует серию гребней. Плата
с деталями соприкасается с верхушками
гребней, двигаясь навстречу припою.

Флюс плавает на
поверхности припоя и предотвращает его
взаимодействие с воздухом.

Как правильно паять медные трубы, пошаговая инструкция

Поэтапное проведение работ позволяет получить высококачественные соединения. При выполнении процесса не нужно спешить, необходимо выполнять все правила и рекомендации.

На первом этапе подготавливаются необходимые детали требуемых размеров. Для резки применяется труборез, который должен располагаться к трубопроводу строго перпендикулярно. Сначала труба зажимается в скобе приспособления между лезвием и опорными роликами.

Резак один или два раза поворачивается вокруг обрезаемого сегмента.

Затем проводится подтяжка винтового механизма. После этого процесс реза повторяется. Такие действия осуществляют, пока не произойдет окончательный раскрой трубы.

Для подготовки деталей требуемого размера также можно использовать ножовку с лезвием по металлу. Однако таким инструментом не всегда получается выполнить ровный срез. Тем более при применении ножовки образуется много металлических опилок. Поэтому приходится уделять большое внимание, чтобы они не попали в систему. Ведь опилки могут стать причиной поломки дорогого оборудования или затора в инженерной коммуникации.

Труборез позволяет получить ровный срез. Затем с торца трубы удаляются заусенцы.

Внутренняя поверхность изделия чистится и обезжиривается. Такие же действия выполняются со вторым сегментом.

На следующем этапе используется труборасширитель или вальцовка. Он позволяет увеличить диаметр одного из сегментов, чтобы детали можно было соединить. Зазор между ними обязан составлять 0,02-0,4 мм. При меньших значениях припой не сможет просочиться в него, а при больших размерах – не возникнет капиллярный эффект.

Согласно нормам соединение должно иметь длину, которая равна диаметру трубы.

Флюс наносится ровным слоем в минимальном количестве на наружную поверхность того изделия, которое вставляется в соединяемый сегмент.

Операция выполняется кистью. Она может входить в комплект реагента.

При ее отсутствии используется малярная кисть. Необходимо применять инструмент, который не оставляет волокон.

Процесс начинается с соединения трубопроводных частей. Он выполняется после использования флюса.

На увлажненной поверхности не должно быть никаких посторонних включений.

Когда соединяется труба и фитинг, последний элемент вращается, пока не произойдет его полное надевание на трубопроводный сегмент. Такое действие также позволяет распределить флюс по всему соединяемому месту. Если из зазора между деталями выступит расходный материал, он убирается салфеткой или тряпочкой, так как представляет собой агрессивный состав химического происхождения.

Процесс пайки низкотемпературным способом начинается с включения горелки. Ее пламя направляется на соединяемое место и постоянно перемещается по стыку для его равномерного прогрева. После нагрева деталей припой прикладывается к зазору между ними. Расходник начнет расплавляться, если место соединения было достаточно разогрето. В этот момент горелку нужно удалить от стыка, потому что расходный материал заполнит зазор. Мягкий припой не требуется специально разогревать. Плавление расходного материала происходит под воздействием тепла от разогретых деталей.

Мягкая пайка медных труб

Соединения трубопроводных элементов выполняются при постоянном контроле нагрева меди. Металл нельзя перегревать! При несоблюдении этого правила происходит разрушение флюса. Поэтому с деталей не удаляются оксиды. В результате снижается качество швов.

Пайка твердым способом начинается с равномерного и быстрого прогрева соединяемых деталей. Он осуществляется с помощью пламени ярко-синего цвета умеренной интенсивности.

Припой прикладывается к стыку в момент нагрева элементов до температуры 750°C. Она достигает нужного значения, когда медь становится темно-вишневого цвета. Для лучшего плавления припоя он может быть дополнительно нагрет горелкой.

После остывания шва стык протирается тряпочкой для удаления остатков флюса. В противном случае вещество может стать причиной разрушения меди. Если на поверхности трубопровода образовался наплыв припоя, он удаляется с помощью наждачной бумаги.

Техника безопасности при пайке труб из меди

Никогда не нужно игнорировать технику безопасности, когда человек интересуется, как паяют профессионалы медные изделия. Прежде всего, необходимо запомнить, что любая конструкция из меди очень сильно нагревается, когда на нее воздействует пламя горелки. Поэтому брать незащищенными руками деталь ни в коем случае нельзя. Для перемещения коротких элементов можно использовать клещи. Рекомендуется надеть рукавицы.

Необходимо не допускать попадания на кожу флюса. Если все же возникла такая ситуация, тогда агрессивный состав смывается мыльной водой.

Работы нужно выполнять в плотной одежде. Рекомендуется надеть вещи из хлопка. Одежду из синтетических тканей во время пайки использовать нельзя, потому что волокна искусственного происхождения легко плавятся.

Процесс соединения деталей нужно выполнять при хорошей вентиляции, так как во время пайки нередко флюс загорается. Поэтому в воздухе появляются опасные пары.

После завершения монтажных работ система обязательно промывается водой. Она должна быть горячей и чистой. Это позволяет избавиться от излишков расходников внутри трубопровода.

Пайка металлов.

Пайка
– это соединение материалов с помощью
припоя, который, находясь в жидком
состоянии, смачивает соединяемые
материалы, а затем при кристаллизации
образует неразъемное соединение путем
образования межатомных связей между
припоем и соединяемыми материалами.
При пайке (в отличие от сварки плавлением)
соединяемые
материалы находятся в твердом состоянии,
т.к. температура нагрева ниже температур
их плавления.

Соединение
заготовок методом пайки позволяет
изготавливать детали сложной конфигурации,
состоящие из нескольких заготовок. При
этом возможно соединение разнородных
металлов, а также металлов с неметаллами.

Паяные
соединения могут быть разобраны
(распаяны) расплавлением припоя без
повреждения материала спаиваемых
деталей.
Это важно, например,
в радиоэлектронике, когда возникает
необходимость демонтажа при настройке
или замене дефектных элементов.

Резка металлов.

Помимо
сварки термические методы применяются
для разделительных операций – резки
металлов,
которая
основана на
плавлении металла и удаления расплавленного
металла из зоны реза.
В качестве источников тепла используют
газовое пламя, плазменную дугу,
электроннолучевой и лазерный лучи.

Плюсы и минусы пайки металлов

Способ соединения металлических заготовок с помощью пайки позволяет:

• соединять материалы с отличающимися химическими и физическими свойствами;
• проводить работы в труднодоступных местах, где применить сварку невозможно;
• работать с изделиями любого размера и формы;
• выполнять обработку всех плоскостей касания;
• добиваться качества соединений за счет отсутствия внутреннего напряжения;
• справляться с поставленными задачами на основе имеющихся базовых знаний о процессе пайки металлов и наличии минимальных навыков.

К минусам пайки можно отнести:

• Невысокую, в сопоставлении со сварочным швом, прочность соединения. Это обусловлено свойствами материала, применяемого в качестве припоя.
• Низкую термостойкость, исключающую возможность применять пайку в отношении конструкций, эксплуатируемых в условиях высоких температур.
• Низкий уровень производительности труда. Пайка представляет собой процесс точечного воздействия на поверхность обрабатываемого материала, поэтому в массовом производстве практически не применяется.