Совместимость металлов или как избежать гальванической коррозии

Совместимость металлов или как избежать гальванической коррозии Инструменты
Содержание
  1. Пайка микросхем паяльной станцией: важные советы для начинающих
  2. Пайка микросхем паяльной станцией
  3. Основные моменты
  4. Коррозия разнородных металлов
  5. Электрохимический ряд напряжения металлов
  6. Пример конкретной пары
  7. Допустимые контакты металлов по ГОСТ 9.005-72
  8. Допустимость контактов
  9. Таблица допустимых контактов металлов
  10. Гальванические пары металлов
  11. II Цинк, цинковые сплавы и покрытия
  12. III Чугун
  13. Сталь низколегиров., углеродистая
  14. IV Олово, оловянные покрытия, припой ПОС
  15. V Медь и бронза
  16. В атмосферных условиях
  17. Агрессивность электролита или окружающей среды
  18. Процесс гальванической коррозии
  19. Как защитить конструкцию или узел от контактной коррозии?
  20. Как паять нержавейку оловом в домашних условиях
  21. Особенности пайки нержавейки
  22. Используемое оборудование
  23. Режимы пайки оловом
  24. Флюс для пайки нержавейки и его приготовление
  25. Припой для нержавейки и его типы
  26. Пищевые припои
  27. Пайка с помощью газовой горелки
  28. Преимущества
  29. Недостатки
  30. Отличия высокотемпературной пайки от низкотемпературной
  31. Почему пайка может не получиться
  32. Самые распространенные ошибки
  33. Контроль качества шва
  34. Техника безопасности
  35. Что понадобится для пайки микросхем

Пайка микросхем паяльной станцией: важные советы для начинающих

Выпаять и обратно впаять микросхему обычным паяльником не под силу даже гуру паяльного дела. Не помогут и различные хитрости в виде утюгов и маленьких газовых горелок, которые располагают с обратной стороны платы.

Для пайки микросхем лучше ничего не придумать, чем паяльная станция. И если вам часто приходится сталкиваться с пайкой микросхем и SMD компонентов в целом, то обязательно нужно купить паяльную станцию.

Сегодня стоимость паяльной станции на том же Озоне начинается чуть более 2-х тысяч рублей. Дешевле стоит только паяльник с регулировкой температуры и набором флюсов в коробочке.

Пайка микросхем паяльной станцией

Итак, всё готово для выпаивания микросхемы, следующие шаги и поочерёдность действий такая:

  1. Разогреть плату до полок иначе припой затвердеет.
  2. Проволочной петлей поддеть ножки микросхемы и удалить ее.
  3. Для впайки новой микросхемы выровнять дорожки и повторно нагреть феном.
Читайте также:  Ремонт очков своими руками. Технология лазерной пайки

Image 1

Основные моменты

После того, как припой расплавился, извлечь микросхему не составит особого труда. Для этого её нужно слегка поддеть вверх проволокой. Можно не бояться, что дорожку зальёт оловом, ничего этого не произойдёт. Далее для того, чтобы впаять новую микросхему, потребуется выровнять дорожки, нагрев их повторно феном, но уже без микросхемы, чтобы олово распределилось максимально равномерно на плате.

Image 2

При этом не забываем про ключ при обратном впаивании микросхемы и про повторное нанесение флюса на контакты. При впаивании микросхемы её желательно чем-то зафиксировать, чтобы слегка вдавить в контакты и чтобы её не сдуло воздухом.

Image 3

При этом никакой припой наносить не надо, того припоя что есть, уже будет достаточно для того, чтобы впаять микросхему с использование фена и паяльной станции. После пайки на забываем промыть контакты и дополнительно убедиться в том, что ни один из них не залит с соседним оловом.

Коррозия разнородных металлов

Почти все пары разнородных металлов, находящиеся в контакте межу собой, подвержены коррозии. Даже влага из воздуха может выступить в роли электролита и активировать их электродный потенциал. Некоторые пары металлов более уязвимы, чем другие.

Электрохимический ряд напряжения металлов

Для того чтобы понять, какие металлы совместимы между собой, давайте обратимся к основам химии. Металлы стоят в ряду электрохимической активности, который определяет их потенциал коррозии. Например, алюминий отлично контактирует с оцинкованной сталью, хромом и цинком, в то время как латунь несовместима со сталью, алюминием и цинком.

Пример конкретной пары

Давайте, для примера, рассмотрим пару алюминий-медь. Алюминий стоит в ряду слева от водорода и имеет электроотрицательный потенциал, равный -1.7 В, в то время как медь находится правее и имеет положительный потенциал, равный +0.4 В. Большая разница потенциалов может привести к разрушению более активного металла, в данном случае — алюминия.

Допустимые контакты металлов по ГОСТ 9.005-72

Общие требования к допустимости контактов разнородных металлов и сплавов определены в стандарте ГОСТ 9.005-72. В таблице 1 данного стандарта приведены допустимые контакты металлов в изделиях, эксплуатируемых в атмосфере 2-4. Здесь учитывается агрессивность среды и вероятность контактной коррозии.

Допустимость контактов

В зависимости от степени опасности возникновения коррозии, контакты металлов могут быть разделены на допустимые, ограниченно допустимые и недопустимые. Ограниченно допустимые контакты требуют периодического обновления защитных смазок и лакокрасочных покрытий. Возможность контактной коррозии учитывается при установлении срока службы изделия.

Таблица допустимых контактов металлов

Группа металловКонтактируемые металлы
Алюминий и сплавыЦинк, цинковые сплавы и покрытия
Чугун
Сталь низколегиров., углеродистая
Олово, оловянные покрытия, припой
ПОС
Группа металловКонтактируемые металлы
Медь и бронзаЛатунь
Никель, сплавы и покрытия
Хром и покрытия
Нержавеющие хромистые стали
Нержавеющие хромо-никелевые стали
Группа металловКонтактируемые металлы
Титан и сплавыСеребро и покрытия
Платина, золото, родий, палладий и покрытия
не содержащие медь, анодиров.
содержащие медь, анодир. и неанодир.
необработанные хроматированные
фосфатированные без покрытия
азотиров., оксидиров.
фосфатированная

Таким образом, понимание электрохимических свойств металлов и их совместимости является важным аспектом при выборе материалов для конкретных изделий и конструкций.

Гальванические пары металлов

II Цинк, цинковые сплавы и покрытия

                              • 0 — —
        • 0 — — — — 0 — —
                          • 0 — — + — —

III Чугун


Сталь низколегиров., углеродистая


0 — — — + + + + + — — — — 0 0 — — —
0 0 — — + + + + + — — — — 0 0 — — —

IV Олово, оловянные покрытия, припой ПОС

                            • 0 + + + +

V Медь и бронза

В атмосферных условиях

Иногда трудно количественно определить оптимальные пропорции анодных и катодных поверхностей. Однако для практической оценки это может и не потребоваться.
Обычно достаточно рассмотреть систему в целом.

В комбинациях материалов крепеж всегда должен быть изготовлен из более благородного материала, чтобы катодная поверхность была небольшой.
Однако обратная ситуация может вызвать проблемы.
Если небольшой анод окружен большим катодом, может возникнуть гальваническая коррозия.

Агрессивность электролита или окружающей среды

Степень интенсивности протекания контактной коррозии зависит и от воздействия электролита на соединение. Электролит — это проводящая среда, позволяющая переносить электроны от анода к катоду.

Типичным примером является обычная влага, такая как вода, дождь, роса, снег, высокая влажность.
Но эти электролиты не содержат большого количества солей и ионов, которые делают их высокопроводящими.
А вот промышленная и морская среда могут привести к присутствию сильных электролитов, содержащих большое количество солей и ионов.

Процесс гальванической коррозии

В обычных атмосферных условиях процесс гальванической коррозии будет протекать менее быстро и ускоряется в агрессивной электропроводной среде.
Присутствие в воде других веществ увеличивает проводимость электролита и скорость коррозии.
Поэтому при проектировании конструкций важна оценка окружающей среды.

Как защитить конструкцию или узел от контактной коррозии?

Если по конструктивным соображениям невозможно избежать нежелательного контакта разнородных металлов, то можно попытаться уменьшить гальваническую коррозию с помощью следующих методов:

  • Избегать контакта разнородных металлов
  • Установка изоляции между металлическими деталями
  • Использование антикоррозионных покрытий

Практика показывает, что в тех случаях, когда пренебрегают требованиями к допустимости контактов разных металлов, приходится дорого за это расплачиваться.
Неправильная компоновка контактных пар выводит из строя узлы крепления, металлоконструкции и может стоять человеческой жизни.

Как паять нержавейку оловом в домашних условиях

Отремонтировать предметы из нержавеющей стали, например, предметы кухонной посуды, вполне реально самостоятельно в бытовых условиях.
Паять нержавейку допускается обыкновенным небольшим паяльником с применением припоя на основе олова.

Особенности пайки нержавейки

Спайка между собой отдельных деталей, сделанных из нержавеющей стали – достаточно трудоемкая и сложная процедура.
Для получения качественного соединительного шва важно правильно выбрать припой, рабочий режим используемого оборудования и соблюдать установленные требования к пайке нержавеющих сталей.

Совместимость металлов или как избежать гальванической коррозии

Пайка нержавейки — это процедура наплавления на участок соединения двух металлических деталей специальной присадки, в качестве которой часто применяют компоненты на оловянной основе. Расходный материал не содержит вредные компоненты для человеческого здоровья, поэтому подходит даже для ремонта кухонной посуды.

Ключевая особенность пайки нержавейки оловом в бытовых условиях – необходимость тщательной обработки спаиваемых поверхностей металла. В процессе спайки, чтобы исключить нагрузки на соединительный участок, опытные мастера используют специальные приемы. Например, для упрочнения соединений наклепанной стали предварительно осуществляют отжиг поверхностей газовой горелкой.

Совместимость металлов или как избежать гальванической коррозии

Используемое оборудование

Чтобы сделать качественный ремонт металлического изделия предварительно надо изучить методику спайки, подготовить оборудование и расходники.

Для пайки нержавеющей стали в бытовых условиях понадобятся следующие инструменты и расходники:

При спайке массивных металлических деталей для их первоначального нагревания потребуется паяльник большей мощности. А для более качественной очистки поверхностей соединяемых элементов рекомендуется использовать ортофосфорную кислоту.

Режимы пайки оловом

Опытные мастера рекомендуют следующие режимы спайки нержавеющей стали с использованием оловянного припоя:

Для контроля температуры пламени рекомендуется использовать специальный прибор – пирометр.

Флюс для пайки нержавейки и его приготовление

На этапе сваривания деталей можно повредить сплавы металлов, обладающие коррозионной устойчивостью. Поэтому перед тем, как соединить отдельные элементы нержавейки, нужно правильно подобрать флюс. Такие составы необязательно приобретать на строительном рынке, их можно самостоятельно изготовить в быту.

Инструкция, как приготовить флюс в домашних условиях:

Приготовленный раствор наносят на участок спаивания металла. Когда он высохнет, адгезия стальных поверхностей существенно повысится.

Флюс для пайки, изготовленный на дому, по своим эксплуатационным показателям не уступает заводским составам. А для улучшения схватывания состава поверхности соединяемых металлических деталей рекомендуется предварительно обработать надфилем либо наждачной бумагой.

Совместимость металлов или как избежать гальванической коррозии

Припой для нержавейки и его типы

Припой для пайки нержавейки бывает двух типов:

Для самостоятельного спаивания деталей из нержавейки на дому рекомендуется приобретать припои твердой структуры, позволяющие получать крепкие качественные соединения. Их производят из металлов, отличающихся от олова (свинца) высокой температурой плавления. После затвердевания припоя получается твердый и прочный сварной шов, способный выдерживать высокие механические нагрузки.

Самым популярным на рынке является универсальный припой HTS-528, применяемый для соединения чугунных деталей, изделий из нержавейки и цветных металлов. Припой выпускают в форме прута с флюсовым покрытием красного цвета.

Пищевые припои

Технология спайки с использованием пищевых припоев аналогична спаиванию металлов прочими присадками. Единственное требование – запрещено применение металлических сплавов со свинцам, например, оловянно-свинцовых материалов (ПОС). Свинец относится к токсичным химическим элементам.

При использовании ортофосфорной кислоты паяльный процесс затягивать не рекомендуется, так как через 10-15 секунд на поверхности свариваемых элементов образуется фосфатная пленка, препятствующая процедуре пайки. В итоге чтобы запаять металл придется зачищать его поверхность заново. Поэтому флюс рекомендуется наносить непосредственно перед запайкой изделий.

Полезная статья: Какими электродами варить нержавейку

Пайка с помощью газовой горелки

При самостоятельном выполнении пайки нержавейки в домашних условиях с применением газовой горелки важно соблюдать установленные требования безопасности.

Перед началом спайки газовой горелкой поверхности металлических деталей тщательно зачищают и обезжиривают. Далее свариваемый участок прогревают, пока металл не покраснеет. При этом постоянно нужно контролировать цвет пламени горелки. Светло-синий оттенок говорит об опасных излишках кислорода.

После прогревания элементов из нержавейки к линии их спайки подносят прут твердого припоя. Важно чтобы пламя горелки с этим участком напрямую не контактировало. Продолжают прогревать металл, пока из стыковочного шва не начнет выходить расплавленный припой. После завершения пайки по всей линии соединения изделие охлаждают и визуально проверяют наличие дефектов.

Полезная статья: Холодная сварка что это

Преимущества

Спайка изделий из нержавеющей стали с применением твердых припоев считается самой качественной и долговечной, если сравнивать с другими вариантами. Такую технологию применяют в промышленной сфере для соединения деталей, которые эксплуатируются в тяжелых условиях с повышенными механическими нагрузками и при высоких температурах.

Основные преимущества технологии:

Процедура спайки деталей из нержавейки не требует особых подготовительных мероприятий. Соединение элементов осуществляется достаточно быстро. В отличие от сварочных работ при пайке рабочая температура значительно ниже, поэтому риски деформации обрабатываемого металла сводятся к нулю. Эту технологию используют в станкостроении для ремонта деталей. Ее легче освоить, чем сварку, поэтому к ней прибегают чаще домашние мастера.

Недостатки

Спайка изделий из нержавеющей стали оловом кроме преимуществ имеет ряд недостатков:

Стоит отметить, что высокая текучесть олова не позволяет сделать качественный вертикальный шов при спайке в бытовых условиях. С такой задачей сможет справиться только опытный спайщик.

Отличия высокотемпературной пайки от низкотемпературной

При низкотемпературной пайке нержавеющей стали участок соединения нагревают электрическим источником, при высокотемпературной процедуре – газовой горелкой. Отличается и температура плавления используемых припоев, что впоследствии отражается на качестве соединения, условиях эксплуатации спаянного изделия.

После низкотемпературной спайки деталь выдерживает значительно меньшую эксплуатационную температуру, чем после высокотемпературной. Но высокий температурный режим при запаивании конструкции способен повлиять на изменение структуры металлического сплава, температура плавления которого близка температуре пайки.

Также стоит отметить, при использовании этих двух режимов предметы из нержавеющей стали спаивают оборудованием разной мощности.

Высокотемпературная пайка нержавейки

Полезная статья: Форсаж Дуги

Почему пайка может не получиться

Качественная спайка металлических деталей может не получиться из-за ошибок мастера. Обязательно на этапе запаивания конструкции надо периодически очищать наконечник используемого паяльного устройства. Не рекомендуется использовать в присадки канифоль либо другие составы с повышенным содержанием свинца.

Самые распространенные ошибки

Из часто допускаемых ошибок во время спайки деталей выделяют следующие:

Ознакомившись предварительно с перечисленными ошибками и рекомендациями специалистов вполне можно качественно спаять изделия из нержавейки в бытовых условиях своими руками.

Полезная статья: Как заварить глушитель

Контроль качества шва

Есть несколько вариантов, как проверить качество спайки изделий из нержавейки:

На дому часто используют визуальный способ. Опытные мастера рекомендуют дать соединению полностью остыть, затем попробовать поковырять отверткой либо шилом. Если шов качественный, на его поверхности останется небольшая царапина. В случае некачественной спайки изделия припой отслоится, соответственно процедуру придется повторить.

Совместимость металлов или как избежать гальванической коррозии

Полезная статья: РДС сварка что это такое

Техника безопасности

При самостоятельной пайке изделий из нержавейки на дому обязательно нужно соблюдать следующие правила безопасности:

Для соединения металлических изделий без сварки в бытовых условиях рекомендуется использовать маломощные паяльные устройства – от 60 до 100 Вт, лучше паяльник на 100 Вт.

Соединение металлических труб рекомендуется выполнять с помощью газовой горелки. Электрическим паяльником достаточно сложно припаять друг к другу громоздкие элементы конструкции, даже при использовании оборудования с не обгорающим наконечником.

Если у Вас возникли вопросы по сварке, пайке и контролю, то задайте их нашим экспертам в комментариях под статьей.

Что понадобится для пайки микросхем

Совместимость металлов или как избежать гальванической коррозии

Паять микросхемы канифолью и паяльной станцией, это гиблое дело. Лучше всего для этих целей подходит жидкий флюс-гель, например, тот же NS 559 ASM. А вообще флюсов для пайки микросхем существует большое разнообразие, поэтому есть из чего выбирать. Их стоимость начинается от 200 рублей и выше, поэтому можно пробовать бесконечно.

Совместимость металлов или как избежать гальванической коррозии

Также для пайки микросхем понадобятся различные вспомогательные приспособления, а именно:

Вообще, не стоит сгоряча пытаться сразу же выпаять микросхему. Как бы это не казалось смешным, но нужно хорошенько продумать все шаги своих действий. Особенно это касается защиты SMD резисторов, конденсаторов и других миниатюрных элементов на плате, которые могут повредиться при выпаивании микросхемы, вследствие воздействия высокой температуры.

Совместимость металлов или как избежать гальванической коррозии

Для того чтобы защитить SMD компоненты на плате, используйте фольгу.

Оцените статью
Про пайку
Добавить комментарий