Тест флюсов для пайки алюминия | Пикабу

Что мы должны знать о флюсе?

Флюс предназначен для повышения качества процесса спаивания припоем двух металлических поверхностей и при нагревании очищает поверхности от оксидных и жирных пленок. Хороший флюс должен иметь низкую температуру плавления и малый удельный вес. Перед моментом плавления припоя он должен успеть растворить окислы и не проникать вглубь  паяного соединения в процессе пайки. Флюс должен хорошо растекаться и смачивать поверхность припоя и металла в месте пайки.

Самые лучшие флюсы для пайки не выгорают и при нагреве мало испаряются. А продукты разложения и окислы легко удаляются растворителями. Даже если остатки не удалены, то они не вызывают коррозии. Как мы знаем, флюсы для пайки бывают активные (кислотные) и нейтральные (некислотные). обычно активно взаимодействует с широким спектром растворяемых жиров и оксидных пленок. При этом могут выделяться продукты взаимодействия, не слишком полезные для нашего драгоценного здоровья.

Нейтральные флюсы более безопасные в этом плане, но их волшебные свойства подготовки паяемых поверхностей не такие яркие. Какие бывают флюсы можно посмотреть в ГОСТ 19250-73 «Флюсы паяльные. Классификация». В общем, тут как и с любым профессиональным инструментом – каждый нужен для определенного набора действий. Начну рейтинг лучших флюсов по Мастеру Пайки с сортировкой по популярности у ремонтников электронной техники.

. Флюс своими руками

На десятом месте экстремальные варианты флюса, сделанные своими руками – раствор таблетки аспирина в одеколоне, салициловый спирт, электролит со старой солевой (нещелочной) батарейки, фруктовый сок, оливковое масло, нашатырь с глицерином и т.д. Такие флюсы для пайки применяются редко, но знать о них нужно. На случай, если окажетесь в глухой деревне только с паяльником в кармане.

Что паять: железо, нержавейка, медь, бронза, цинк, нихром, серебро, никель.

Чем смывать: без понятия чем смывать одеколон, замешанный с фруктовым соком, политым оливковым маслом – наверное, легче выжечь все остатки ацетиленовой горелкой.

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.

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.

Флюсы ЛТИ, ТАГС, ЗИЛ и другие

На шестом месте расположились различной направленности с плавающей популярностью: ЛТИ (с индексами 1, 2, 3, 120 включают в себя воду, спирт, канифоль, аммиак, хлористый цинк, нашатырь, солянокислый анилин, триэтоланилин), ТАГС (глицерин, анилиновый активатор), ЗИЛ (с индексами 1, 2, 4 изготавливаются на основе хлоридов цинка, аммония, железа, соляной кислоты и воды), флюс-гель ТТ (обязательно смываемый флюс с индикацией активных остатков состоит из вазелина, эмульгатора, тетраэтиленгликоля и КРС-78), Ф-38Н (ортофосфорная кислота, диэтоламин солянокислый), ФКДТ (канифоль, спирт, мой любимый димэтилалкилбензиламмонийхлорид и трибутилфосфат), Kester 959t (разработан для пайки волной припоя без образования шариков).

Далее ФИМ (вода, спирт, ортофосфорная кислота), ЛК-2 (спирт, канифоль, хлориды аммония и цинка), ПВ (с индексами 200, 201, 284 и 209 на основе кислот применяется для высокотемпературной пайки), ФП 1 и 2 (вазелин, хлористый цинк, канифоль, нашатырь), КЭЦ (спирт, канифоль, хлористый цинк)

Наиболее интересным мне показался по сходной цене в 5$.

Что паять: железо, нержавейка, медь, бронза, цинк, нихром, серебро, никель, чугун.

Чем смывать: большинство из указанных флюсов смываются спирт, растворитель, ацетон, бензин и даже водой.

Паяльный жир

На седьмом месте расплылся паяльный жир, он бывает активный и нейтральный, состав: канифоль, вазелин, парафин или стеарин, хлорид цинка, деионизованная вода и хлорид аммония. Вся эта ядреная смесь очень хорошо справляется с сильно-загрязненными поверхностями металла. Как раз для этого и нужен парафин. Он как бы приподнимает всю грязь наверх, подальше от эпицентра пайки.

Что паять: я бы рекомендовал паять жиром толстенные окисленные провода и небольшие металлические детали, я даже паял автомобильный радиатор этим чудо-жиром.

Чем смывать: смывается лучше всего растворителем или бензином, спирт плохо берет.

Бура для пайки

На восьмом месте расположилась Бура, она же тетраборат натрия, представляет собой соль борной кислоты в виде . Буру часто смешивают с борной кислотой и водой, чтобы получить жидкий активный флюс.

Что паять: золото, серебро, медь, латунь, чугун, сталь.

Чем смывать: удалять механически или же так: борный флюс смывается лимонной кислотой — лимонная кислота смывается водой — воду хорошо вымывает спирт.

Паяльная кислота

На девятом месте ортофосфорная и паяльная кислота, которая просто разъедает любые жировые пленки на поверхности металла и поэтому обеспечивает прекрасную паяемость очищенных поверхностей. Воняет и отравляет молодой организм при нагреве просто жуть. Так что нужно проветривать помещение, а еще лучше паять на свежем воздухе. В этом случае отравление парами кислоты сведется к минимуму.

Что паять: медь, серебро, сталь, никель, чугун, бронза, латунь.

Чем смывать: растворителем, бензином, спиртом.

Аспирин и лимонная кислота

Для изготовления флюса можно использовать любые вещества, обладающие хорошими растворяющими и антиокислительными свойствами.

Это могут быть:

• спирты;
• кислоты;
• растительные и животные масла.

Простейший флюс готовят, растворив таблетку или порошок ацетилсалициловой кислоты в воде. Ацетилсалициловая кислота есть в аптечке почти в каждом доме (это самый обычный дешевый аспирина). Растворять таблетки или порошок необходимо до тех пор, пока не исчезнет осадок.

Применяют также порошок лимонной кислоты (белые гранулы).

Встречаются советы использовать лимонный сок, однако он довольно слаб, поэтому эффект от его использования будет малозаметным.

При пайке аспирином или лимонкой выделяется много газа, поэтому помещение, в котором с ними работают, должно быть оборудовано вытяжкой или хорошо проветриваться.

Источники нагрева

В качестве элемента, при помощи которого выполняется прогрев габаритных соединяемых деталей из алюминия и расплавление припоя, преимущественно используется газовая горелка, работающая на пропане или бутане. Если вы решили спаять изделия из алюминия своими руками в условиях домашней мастерской, то можно использовать и обычную паяльную лампу.

При выполнении нагрева необходимо очень внимательно следить за тем, чтобы не расплавились соединяемые детали. С этой целью к поверхности деталей как можно чаще прикасаются припоем, чтобы проконтролировать начало его плавления. Это и будет свидетельством того, что достигнута рабочая температура.

Нагревая детали и припой перед началом пайки, также необходимо следить за пламенем газовой горелки: смесь газа и кислорода, которая его формирует, должна быть сбалансированной. Делать это необходимо по той причине, что сбалансированная газовая смесь активно нагревает металл, но не оказывает серьезного окислительного действия.

О том, что газовая смесь сбалансирована, свидетельствует ярко-синий цвет пламени, которое имеет небольшой размер. Если пламя горелки слишком маленькое по размеру и имеет бледно-голубой цвет, то это является свидетельством того, что в газовой смеси слишком много кислорода.

Для пайки небольших изделий из алюминия используются электрические паяльники и припои, плавящиеся при невысокой температуре.

Как удалить оксидную пленку

Пленку с поверхности металла удаляют несколькими способами, наиболее эффективными являются химический и механический. Оба метода для работы требуют безвоздушной среды, в которой нет кислорода.

Химический метод основан на осаждении на поверхности заготовки цинка или меди путем электролиза.

На место, подготовленное к пайке, наносят медный купорос в виде концентрированного раствора.

К чистому участку металла прикрепляют минусовую клемму аккумулятора или другого источника питания.

Один конец медной проволоки подключают к плюсовой клемме, другой опускают в раствор на поверхности алюминия. В результате электролиза медь или цинк тонким слоем оседает на алюминии и крепко к нему прилипает. Теперь можно производить пайку алюминия оловом.

Для удаления оксида используют масляную пленку. Для этого способа лучше брать масло синтетическое или трансформаторное с малым содержанием воды.

Другие виды масел нужно подержать при температуре 150… 200°С, вода испарится. При более высокой температуре содержимое начнет разбрызгиваться. Обезвоженное масло наносится на поверхность алюминиевой детали.

Наждачной бумагой нужно под нанесенным слоем потереть алюминий для удаления оксида.

Наждачную шкурку заменяют скальпелем, зазубренным жалом паяльника или железной стружкой, полученной из натертого напильником гвоздя. Стружку насыпают на масло и жалом паяльника трут по поверхности, сдирая оксидный слой.

Массивную деталь желательно подогреть горячей воздушной струей. Припой паяльником погружается в масляную капельку и растирается по месту пайки. Для лучшего прохождения процесса пайки добавляется канифоль или другой флюс.

Для пайки алюминиевых проводов созданы флюсы на основе ацетилсалициловой или ортофосфорной кислоты, солей борной или натриевой кислоты. Канифоль применяется редко, она малоэффективна в случае с алюминием. Флюсы применяются при пайке проводов, кастрюль и других вещей.

Пайка алюминия в низкотемпературном режиме

Такой метод пайки больше подходит для сцепления мелких деталей, алюминиевых проводов, кабелей. В этом случае достаточно температуры 250-450 °С. Для этого режима проведения работ нужно применять жидкие припои.

Порошковый флюс

Порошковые флюсы для пайки алюминия часто применяют вместе с газовой горелкой. При этом все пишут, что кислород к пламени добавлять нельзя. Из-за него снижается эффективность флюса из-за окисления алюминия. Порошковые флюсы часто применяют следующие:

• Активный флюс Ф-34А. Выполнен по ТУ 48-4-229-87 и имеет в составе — хлорид калия 50%, хлорид лития 32%, хлорид цинка 8%, фторид натрия 10%. Такой состав успешно используется с легкоплавкими и тугоплавкими припоями, содержащими много химических добавок. Хорошо растворяется в воде и гигроскопичен.
• Бура (натриевая соль борной кислоты) представляет собой порошок, который при температуре 700 градусов плавится и становится вязким. Стоит дешево, растворяется в воде. Смывается хорошо с лимонной кислотой.
• Ацетилсалициловая кислота. Я как-то пробовал паять таблеткой ацетилсалициловой кислоты — пары сильно обжигают глаза и нос. В общем, опасная вещь! Лучше активным жидким флюсом паять.
• Активный паяльный жир — хоть и не является порошком, но является твердым флюсом, который состоит из парафина, вазелина, деионизированной воды, хлорида цинка и хлорида аммония. Его структуру создает парафин, так что обычно паяльник опускают в банку или крошат паяльный жир на место пайки. Паяет он достаточно хорошо, особенно если подогревать место лужения. Пары лучше не вдыхать и отмывать после пайки, потому как корродирует и окисляет металлы со временем. Впрочем, как и любой активный флюс.

Пошаговая инструкция

Когда идет сварка лодки из алюминия, или других важных вещей, то следует правильно соблюдать режимы, чтобы добиться желаемого результата. Стоит выделить следующие шаги:

• Подготовка металла. Она может включать в себя разделку кромок, что необходимо при толщине металла от 4 мм, так как алюминий обладает низкой глубиной проварки, поэтому, нужно уменьшить толщину за счет скоса кромок. Также требуется механически зачистить поверхность наждачной бумагой или металлической щеткой, чтобы убрать жиры, масла, различные налеты и пленки;

• Затем следует аккуратно распределить флюс (если речь идет о газовой сварке), чтобы улучшить свойства сваривания металла;

• После этого требуется подогреть металл (снова при газовой сварке), чтобы избежать температурной деформации и способствовать предварительному расплавлению флюса;

Нагрев алюминия для сварки

• Далее можно уже приступать к самому свариванию, разжигая пламя или дугу и образуя валик шва в сварочной ванной идти по всей длине кромок;

Сварка алюминия горелкой в домашних условиях

• После окончания работ нужно дать остыть металлу и проверить качество соединения доступными методами.

Когда осуществляется TIG сварка алюминия, то требуется использовать только переменный ток, так как качества соединения с ним становится выше.»

Преимущества пайки

Раньше для соединения алюминиевых деталей использовали специальную аргоновую сварку. Для проведения таких работ было необходимо дорогостоящее оборудование, да и использовать его мог только высококвалифицированный специалист. К тому же в месте сварки происходило разрушение металла в глубину.

Пайка алюминия припоями и флюсами лишена всех вышеперечисленных недостатков и обладает целым рядом преимуществ:

• Для скрепления деталей применяются доступные приспособления.
• Работы может производить даже неквалифицированный исполнитель, то есть, их вполне можно выполнить самостоятельно в домашних условиях.
• Не нарушается целостность и структура соединяемых деталей.
• При правильном соблюдении технологии пайки механическая прочность соединения не уступает сварочным швам.
• Повторный нагрев позволяет легко изменить взаимное расположение деталей и места пайки.

Для того чтобы прочно соединить достаточно крупные алюминиевые элементы, применяют так называемую твердую пайку. Для этого потребуются:

• газовая горелка;
• металлическая щетка;
• припой.

Алгоритм производства работ довольно прост:

• В местах пайки детали тщательно зачищаем, используя стальную щетку.

• Прогреваем место соединения деталей с помощью газовой горелки до температуры плавления припоя (для современных составов это обычно 390-400⁰С).

• Плотно прижимаем пруток припоя к месту пайки и возвратно-поступательными движениями наносим его на поверхность.
• Стальной щеткой удаляем оксидную пленку под расплавленным припоем.
• Даем деталям остыть естественным путем.

Долгое время российскому потребителю был доступен только припой 34А. Основной составляющей этого состава является алюминий (до 66%). Температура пайки составляет 530-550⁰С.

Работать с ним надо предельно осторожно, чтобы не расплавить или не повредить скрепляемые детали, ведь плавление самого алюминия начинается уже при 660⁰С.

К тому же при производстве работ по рекомендации изготовителя пруток припоя необходимо периодически обмакивать во флюс Ф-34А.

Температура пайки алюминия припоем HTS-2000 (американского производства) составляет около 400 градусов. Соединение элементов осуществляют без применения флюса. Это в значительной мере упрощает технологический процесс.

Еще одним довольно популярным и распространенным припоем с флюсовым сердечником является швейцарский Castolin 192 K. Температура пайки у него немного выше – 440 градусов. Наличие флюса в структуре прутка облегчает удаление оксидной пленки с поверхности и обеспечивает надежное сцепление припоя с алюминием.

Оба вышеописанных импортных состава изготавливают на основе цинка, поэтому место пайки имеет высокие антикоррозионные свойства.

Недавно у иностранных производителей появился достойный конкурент – припой для пайки алюминия «Супер А », который разработали и теперь изготавливают в Новосибирске. По своим техническим характеристикам он ни в чем не уступает западным аналогам.

Процесс твердой пайки осуществляют при тех же приемлемых для металла 400 градусах. Причем нет нужды использовать флюс. А вот цена на него гораздо ниже (в 2-3 раза), чем у его западных аналогов.

Состав ингредиентов разработчики предусмотрительно пока не публикуют.

Спирт, глицерин, канифоль

Можно получить неплохой спиртоканифольный флюс растворением канифоли в этиловом спирте. Предварительно нужно канифоль растолочь в ступке как можно мельче.

Канифоль в спирте растворяется очень медленно, и от тщательного ее измельчения будет зависеть скорость приготовления флюса. После перемешивания спирта с канифолью, лучше оставить будущий флюс на несколько часов для завершения растворения.

Можно ускорить процесс, поместив раствор в стеклянную закрывающуюся тару и нагревая до 80 ℃ на водяной бане. Спиртоканифольный флюс совершенно нейтрален и после производства пайки даже не требует смывки.

Этиловый спирт можно с успехом заменить глицерином. Такой глицериновый флюс получится гуще, чем спиртоканифольный и пользоваться им будет удобнее. Растворение канифоли в этом случае замедлится.

Гораздо эффективнее будет вначале растворить ее в спирте, и после этого перемешать с глицерином. В этом случае значительно повысится активность состава, но придется обязательно смывать остатки с паяных заготовок.

Даже канифоль вполне реально приготовить самостоятельно, хотя это потребует времени. Надо собрать в теплую сухую погоду смолу-живицу со стволов сосен и переплавить ее.

Можно использовать при пайке в роли флюса или его компонента, канифоль для струнных смычковых инструментов. Она очень высокого качества и хорошо очищена. Но цена ее гораздо выше, чем у паяльной канифоли.

Способы применения и цена

Пример обработки алюминиевого провода:

1. Удаляется защитная оплётка. Открытые концы зачищаются ножом или шлифовальным материалом.
2. Поверхность обезжиривается посредством ацетона, бензина или растворителя.
3. Подготовленные изделия погружаются в ванночку с выбранным жидким флюсом.
4. Обработанные концы подвергают лужению легкоплавким прибоем.
5. Остатки флюса удаляются горячей, затем холодной водой, вытирают насухо.

Готовые промышленные образцы стоят:

1. Ф-61А – 50…100 руб. за флакон 30 мл.
2. Ф-59А – 55…75 руб. за ёмкость в 30 мл.
3. Припой алюминий-медь Castolin 1827, 5 прутков – 750…900 руб.

Советы:

1. С целью создания надёжного соединения, целесообразно применять вещества промышленного изготовления.
2. Для бытового применения лучше использовать флюсы, предназначенные для работы с легкоплавкими припоями.
3. Выбирать паяльный материал необходимо для тех металлов, которые предполагается соединить.
4. Более надёжное соединение деталей получится, если для пайки применять паяльник, оборудованный ультразвуковой насадкой.

Тест флюсов для пайки алюминия

Флюсы

Твердый флюс

В качестве флюсов используются различные вещества, помогающие нейтрализовать воздействие окисной плёнки и создающие условия для хорошей адгезии припоя.

Производятся промышленным способом или готовятся своими силами из подручных средств.

Примеры:

1. Флюс 34А. Действие основано на химическом воздействии на окислы, которые преобразуются в вещества, способные взаимодействовать с прибоем. Является сильным окислителем, поэтому, после завершения паяльных работ, его остатки необходимо удалить.
2. Машинное масло. Принцип основан на механическом удалении защитной окисной плёнки посредством абразивного материала. Органическая жидкость препятствует доступу атмосферного воздуха к очищенной поверхности, вследствие чего, окисление металла не происходит. Поверхность становится восприимчивой к контакту с припоями.

На выбор флюса влияет конечный результат – будь то выполнение простого сварного шва, пайка электропроводов или работы с радиоплатами. В разных операциях достигается различная механическая прочность соединений, их электропроводность. Немаловажный факт – это развиваемые температуры при производстве паяльных работ.

Жидкий флюс

Флюс, по химическому составу, можно подразделить на две основные группы:

1. Твёрдые, состоящие из смесей солей и органических веществ.
2. Гелеобразные или жидкие, содержащие в себе кислоты, канифоль, соли и органику.

Плюсы.

1. Твёрдые преобразователи можно конструктивно выполнять заодно с припоем, например, в виде проволоки, наружная оболочка которой – легкоплавкий металл, сердцевина – флюс.
2. Жидкая консистенция технологически удобна в применении – достаточно опустить в ванночку обрабатываемый предмет или натереть жидкостью необходимое место.
3. Остатки жидких компонентов легко удаляются водой.

Минусы:

1. Применение твёрдых веществ, чревато отравлением – под воздействием температуры при их плавлении, могут выделяться газообразные компоненты, вредные для здоровья человека.
2. Некоторые виды флюсов являются химически агрессивными веществами, вызывающие коррозию обрабатываемых поверхностей.
3. Отдельные материалы требуют большого расхода электричества, процесс, при небольших объёмах работы, может занять неоправданно много времени.

Флюсы для пайки алюминия

Флюсом называется вспомогательный компонент, который препятствует образованию оксидной пленки во время пайки. Также его функция заключается в обеспечении хорошего смачивании поверхности жидким припоем, что обеспечивает надежное сцепление.

Но при отсутствии флюса его можно заменить трансформаторным маслом, предварительно зачистив поверхности наждачной бумагой. Это позволит замедлить процесс образования оксидной пленки.