Живичная канифоль
На пятом месте самый популярный флюс всех времен и народов, муза музыкантов, дар природы, ее величество канифоль. Канифоль бывает живичная (из живицы хвойных пород деревьев, почти не имеет жирных кислот), экстракционная (экстрагирование бензином хвойных опилок, содержит больше жирных кислот, чем живичная) и таловая (остатки после сульфатоцеллюлозного производства мыла).
В в баночках продается «канифоль сосновая». Обычно это та самая живичная канифоль с минимальным содержанием жирных кислот. Чем светлее тем меньше жирных кислот. А значит, такая канифоль даже если останется после пайки на контактах, не будет их разъедать.
Обычно канифоль не гигроскопична – не поглощает влагу, но поглощает кислород. Так что остатки жирных кислот в некачественной канифоли могут быть опасны для паяных контактов. Поэтому канифоль лучше все-таки отмывать после пайки ответственных соединений.
Бывает также жидкая канифоль (уже разведенная в спирте) и канифоль-гель (канифольная крошка, замешанная с растворителем), которые удобно наносить перед процессом пайки.
Достоинства:
самый доступный и популярный неактивный флюс, в уличных соединениях можно не смывать, хорошо пахнет при нагревании.
Недостатки:
если качество канифоли низкое, будет выделяться много дыма при пайке, чаще всего приходится отмывать, твердую канифоль неудобно наносить на контакты – приходится сначала плавить ее паяльником и скорее, пока она не выкипела, нести жало к месту пайки.
Что паять: медные провода, контакты микросхем и радиоэлементов, золото, серебро, латунь, цинк. Удавалось паять даже алюминий, замешав много канифоли с металлической пылью.
Чем смывать: спирт, спирто-бензиновая смесь, бензин, растворители.
Активные и антикоррозионные
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.
Как приготовить флюс для пайки своими руками
Чтобы соединять элементы радиотехники, можно изготовить флюс для пайки своими руками. В качестве подручных средств для замены канифоли можно использовать жир или смолу. Чтобы не покупать состав для работы, необходимо знать, как сделать флюс для пайки:
- Заранее нужно подготовить одинаковое количество свинца и олова.
- Расплавить два металла в тигле.
- Снять плёнку побочных отложений, которая образуется на верхней части остывшей смеси металлов.
- Перелить смесь олова и свинца в подготовленные заранее формы.
Нужно помнить о том, что после спайки любых контактов или деталей необходимо обрабатывать готовый шок. Для этого используется ацетон или спирт. Однако в магазинах появились припои, которые не требуют дополнительной обработки после завершения работ. Они обладают некоторыми преимуществами:
- являются диэлектриками;
- не подвержены воздействию коррозийных процессов;
- не требуется дополнительная зачистка.
Из-за того что такие припои не проводят ток, их не используют для соединения контактов и проводов.
Также можно самостоятельно изготовить паяльную пасту. Для этого необходимо растереть твёрдый флюс с помощью крупнозернистого напильника. Порошок, который получился после измельчения, нужно смешать со спиртом и канифолью. Далее нужно перелить получившуюся пасту в герметичную ёмкость и плотно закрыть.
Флюс для пайки — обязательное вещество при ремонте электроники и радиотехники. Важно знать, какие разновидности этих составов бывают и как правильно с ними работать, чтобы не повредить платы и контакты.
Каким припоем паять медные трубы
Припой для пайки выбирают в зависимости от его консистенции:
Легкоплавкие материалы составляют основу мягких припоев, с ними работают при нагреве до 450⁰C. В их основе легкоплавкие металлы — олово и свинец. Для пайки мягкого соединения выпускаются припои, изготовленные из металла, вступающего в реакцию с оловом:
А также составы из легкоплавких веществ:
- свинцово-серебряные;
- индиевые;
- висмутовые.
Процесс пайки происходит при низких температурах. Недостаток в относительно низкой прочности соединения.
Соединение труб водопровода и деталей ответственных конструкций выполняется твердыми флюсами, имеющими температуру плавления выше 450⁰C, в основном в пределах 700–900⁰C. В основе состава медь и серебро с добавлением фосфора:
- медно-фосфорные;
- медно-цинковые;
- серебряные.
При плавлении они хорошо затекают в зазор, проникают в поры и соединяют детали на молекулярном уровне.
При высокотемпературной пайке с тугоплавкими припоями применяются флюсы, в состав которых входит бура (борат натрия), борная кислота. В качестве дополнительных компонентов применяются фториды и хлориды. Бура плавится при 743⁰C, но она гигроскопична. Перед использованием вещество необходимо прогреть — высушить, чтобы удалить кристаллы воды. Температура в печи должна быть в пределах 450⁰, время выдержки 40 – 60 мин. При добавлении к буре борной кислоты, ее также просушивают, все компоненты смешивают и перетирают в порошок. Хранить нужно в закрытой таре, без доступа воздуха и влаги.
Популярные флюсы для пайки электрическим паяльником
Флюс на основе спирта и растворителей требуется хранить в герметичной таре, иначе жидкость быстро испарится. Очень удобна для этих целей бутылочка от маникюрного лака. Всегда и кисточка под рукой, которой удобно наносить флюс на место пайки. Такую бутылочку практически в любом доме можно найти.
Еще ее достоинство, кисточка и закрутка не растворяются спиртом и растворителем. Перед наполнением флюсом обязательно нужно тщательно вымыть бутылочку и кисточку от лака. Если лак сильно застыл, то налить ацетона и оставить. Через время лак растворится.
В бутылочке я и приготавливаю спирто-канифольный флюс. Сначала через воронку из бумаги насыпаю порошок канифоли и затем заливаю спиртом. Легко налить спирт в узкое горлышко бутылочки, если прикоснуться горлышком бутылки со спиртом к кисточке, предварительно смоченной в спирте.
В качестве флюса я часто использую не документированный флюс аспирин (ацетил салициловая кислота), который применяют в качестве лекарства. С помощью его, можно без предварительной подготовки, залудить медные и стальные поверхности. На основе аспирина легко готовится и жидкий флюс для пайки паяльником, достаточно таблетку растворить в небольшом количестве спирта, ацетона или воды.
Проволока с канифолью
Совмещение двух расходных материалов в одном изделии существенно упрощает процедуру, улучшает эффективность и результативность работы. Если канифоль как флюс добавляют отдельно, велика вероятность прибавления лишнего количества.
В готовой проволоке с флюсом соотношение фиксировано, оговорено ГОСТом.
Чаще всего продукцию поставляют в бухте или катушке. Исполнение с упаковкой проволоки в бухты предназначено для постоянной работы в промышленных масштабах. В ассортименте присутствуют изделия самой разнообразной толщины.
Продукция в виде катушек применяется при несколько меньших масштабах использования.
Этот вариант пригоден как для отдельных мастеров, так и для ремонтных предприятий. Толщина проволоки, упакованной в катушки, варьируется от 0,8 мм до максимально возможных 2 мм.
Припойная составляющая представлена сплавом из 2/5 частей свинца и 3/5 частей олова. Каждая гранула припоя окружена канифолью, общая концентрация которой варьируется от 0,8 % до 1,2 %.
Удобство проволоки обусловлено ее гибкостью. При пайке такую смесь можно легко ввести в любой зазор, где она расплавится и обеспечит хорошее обволакивание деталей, образование прочного шва.
Неудобство заключается в низкой температуре плавления смеси. Детали, сделанные из тугоплавких сплавов, таким расходным материалом паять не удастся.
Работа с проволочным припоем, содержащим флюс из канифоли, аналогична стандартной пайке. Сначала детали нужно очистить, затем нагреть их до требуемой температуры и внести в рабочую зону расходный материал.
Состав припойного материала
В состав трубок входят как традиционные, так и специальные припои.
В качестве припойной массы для многих металлов и сплавов, в частности для меди, применяют обычный сплав из олова и свинца с эвтектическими свойствами.
Соотношение металлов может в некоторой степени варьироваться. Рекомендации по применению таких трубок, соответствуют указаниям по использованию однородных припоев из олова и свинца.
Для поверхностных монтажных работ лучше выбрать продукцию с диаметром от 0,46 до 1 мм. Для припаивания миниатюрных деталей производят припои с флюсом, содержащие добавки серебра. Максимальная температура плавления продукции составляет 188 ℃. Диаметр таких трубок бывает равным 0, 46 мм и 0, 56 мм.
Припои с оловом и медью имеют более высокие температуры плавления, достигающие 227 ℃. Содержание олова в них варьируется. Производят трубки с флюсами, в которых концентрация олова составляет 95,5 % и 99 %. В некоторых видах продукции присутствует добавка серебра.
Для пайки элементов алюминиевых ламп поставляют специальные припои с флюсами, содержащие 80 % свинца, 18 % олова и около 2 % серебра. Незначительное варьирование соотношения компонентов позволяет расширить диапазон температур плавления. Минимум составляет 178, максимум равен 270 ℃.
В качестве флюсов в состав трубок в большинстве случаев содержится очищенная канифоль. Строгое дозирование почти полностью исключает вероятность формирования остатков. Если таковые обнаруживаются после окончания работы, их можно не удалять.
При выборе расходного материала следует обратить внимание на информацию о производителе. Технология получения припоев с флюсом достаточно проста, что увеличивает вероятность подделок.
В некачественной продукции может нарушаться соотношение наружного и внутреннего компонентов. При профессиональном производстве содержание флюса обычно варьируется от 1 % до 4 % от общей массы трубки.
Требования
Любой используемый флюс для пайки микросхем должен одновременно способствовать:
- повышению смачиваемости элементов припоем за счет снижения его поверхностного натяжения;
- удалению оксидов, жиров и загрязнений с поверхности металла (а также предотвращению его дальнейшего окисления в процессе пайки);
- увеличению коэффициент текучести припоя для лучшего заполнения шва.
Кроме этого, такой расходник должен отвечать ряду требований.
- Температура, при которой плавится материал флюса, не должна быть выше точки плавления используемого припоя. В противном случае флюс не будет должным образом смешиваться с припоем и не только не принесет пользы, но может даже ухудшить качество пайки.
- В большинстве случае (за исключением применения реактивно-флюсовой пайки) флюс должен быть химически нейтрален по отношению к припою, не образуя при взаимодействии с ним никаких новых химических веществ.
- Остатки использованного флюса должны легко удаляться со шва после его застывания.
- Ток утечки в соединениях, выполненных с применением смеси, должен быть как можно ниже.
С точки зрения безопасности и удобства использования стоит также учитывать такие свойства смеси:
- опасность для здоровья;
- количество дыма, образующегося при нагревании;
- запах при нагреве.
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.
Этапы пайки медных труб
Для соединения элементов медного трубопровода применяют пайку, используют газовое оборудование для подогрева. Последовательность действий:
- Аккуратно обрезать трубу. Для этого необходимо использовать специальный труборез.
- Очистить губкой или салфеткой соединяемые детали от грязи, масла, пыли.
- С помощью грубой ткани или «металлической шерсти» снять с поверхности трубы и внутренней части фитинга окисную пленку.
- Нанести на трубу тонким ровным слоем флюс.
- Надеть фитинг.
- Греть горелкой до изменения медью цвета в зоне контакта с пламенем.
- Внести в зону пайки необходимое количество припоя.
Качество шва во многом зависит от равномерного прогрева деталей. Теплопроводность меди высокая, достаточно равномерно прогревать горелкой место стыка, водить ее по окружности, не держать долго на одном месте.
Для соединения двух труб можно обойтись без фитинга, достаточно расширить конец одной трубы специальным приспособлением и после нанесения флюса на обе спаиваемые поверхности, одеть ее на вторую.
Низкотемпературным способом можно паять медную проволоку и микросхемы. Для этого нужно очистить от грязи место соединения. Нанести флюс. Разогретые концы провода можно просто опустить в порошкообразную канифоль. После этого поднести припой и расплавить его. Вместо горелки используется паяльник.
Похожие записи:
Руководство по материалам электротехники для всех. Часть 3 / Хабр 
Для чего нужен флюс при пайке деталей из разных металлов, и как его правильно использовать 
Проводники: Серебро, Медь, Алюминий, Железо, Золото, Никель, Вольфрам, Ртуть. 
Олово для пайки и лужения металлов, оловянные припои, особенности их применения
