Назначение разного вида флюсов для пайки

Назначение флюса и особенности его применения при пайке

Процесс пайки заключается в соединении различных металлических деталей методом заполнения пространства между ними расплавленным металлом. Это сопровождается нанесением флюса на сопрягаемые поверхности. Удаление оксидной плёнки, лучшее растекание припоя по поверхности сопрягаемых деталей и более качественное их соединение — вот для чего при пайке нужен вспомогательный материал флюс.

Назначение материала

Задача флюсов — подготовить детали к пайке, очистить поверхности от жиров и солей, предохранить припой от окисления в процессе пайки и способствовать его лучшему растеканию по поверхности. Флюс при пайке продлевает срок службы соединений, так как защищает места пайки от окисления и разрушения. Флюс должен характеризоваться невысокой температурой плавления и малым удельным весом. Тогда он успеет растворить окислы, но не проникнет вглубь пайки. Хорошие флюсы не должны испаряться при нагреве и вызывать коррозию. Их можно легко удалять с деталей.

Классификация флюсов

Флюсы различаются по степени их воздействия на обрабатываемые детали. При пайке применяются следующие виды вспомогательных материалов:

Активные флюсы. Эти вспомогательные вещества активно взаимодействуют с соединяемыми металлами. В зависимости от соединяемых материалов и их свойств применяются следующие виды:

  • Содержащие разбавленную соляную кислоту. Используются при пайке цинка и оцинкованных металлов. После пайки детали необходимо очистить, чтобы избежать коррозии. Можно промыть в тёплой воде.
  • Раствор хлористого цинка (травленая соляная кислота). Используется при спаивании меди, медных сплавов и стали.
  • Хлористый цинк-аммоний. Получается при добавлении аммония в раствор хлористого цинка. Аммоний способствует повышению активности вспомогательного материала и понижает его температуру плавления.

Кислотные составы обладают химической активностью. После их применения требуется нейтрализация. Ещё одним свойством этих составов является высокая электропроводность, и поэтому они непригодны для применения в электротехнике.

Бескислотные. Их ещё называют неактивными. Они взаимодействуют только с припоем, а не с соединяемыми деталями. К ним можно отнести канифоль. Это прошедшая специальную обработку смола хвойных деревьев. Имеет вид стекловидных кусков жёлтого цвета, напоминающих янтарь. Содержит малое количество жирных кислот и не разъедает контакты, если не полностью удалена после пайки. Применяется для спаивания меди, серебра, латуни, золота. К неактивным флюсам можно отнести и вещества, изготовленные на основе канифоли с добавлением спирта, глицерина, скипидара.

Антикоррозионные. Применяются для очистки поверхностей соединяемых деталей от коррозии. Впоследствии на деталях должен образовываться защитный слой, препятствующий окислению. В состав этих соединений обязательно входит ортофосфорная кислота.

Защитные. Сюда относятся вещества, предназначенные только для защиты соединения. Это может быть вазелин, воск или минеральные масла. Наносить жидкий флюс можно ватной палочкой или кисточкой. Для удобства можно приобрести «флюс-аппликатор».

Вспомогательные вещества характеризуются разницей в консистенции. Они бывают:

  • жидкие;
  • твёрдые;
  • пастообразные.

Жидкие используются в труднодоступных местах. Пастообразные наиболее удобны в применении. Их легко наносить.

Ещё одним отличительным признаком разных типов флюсов является температура плавления. Низкотемпературные плавятся при температуре меньше 450 °C, а высокотемпературные имеют температуру плавления выше 450 °C.

Требования к вспомогательным материалам

Существуют общие требования, которые относятся ко всем видам вспомогательных веществ. Какими основные свойствами они должны обладать:

  • Текучесть и вязкость состава должны находиться в таком соотношении, чтобы имелась возможность смочить всю обрабатываемую поверхность без растекания за границы обработки.
  • Флюсы должны реагировать только с окисленными плёнками, а не с соединяемыми деталями и припоем.
  • Флюс должен обладать меньшей адгезией, чем припой.
  • Вещество не должно испаряться или выгорать.
  • Флюс должен легко удаляться после окончания работ.

Как паять флюсом: сначала нужно подготовить детали, потом обработать их материалом, далее разогреть детали до нужной температуры и внести припой в обрабатываемую зону.

Применение для различных металлов

Ортофосфорная и паяльная кислоты применяются для пайки деталей из нержавеющей и легированной стали. Бура используется при пайке чугуна, драгоценных металлов, никель-кобальтовых сплавов. Часто бура находит применение при ремонте водопроводных систем. Паяльный жир используется при пайке свинцовых муфт к свинцовой оболочке кабеля. Он состоит из канифоли, животного жира и стеарина.

Флюс марки ФППУ25 применяется для лужения и пайки токоведущих частей из меди и её сплавов. Для пайки чёрных металлов используется активный вспомогательный материал хлорид цинка.

Если нет готового флюса под рукой, то можно использовать вместо него раствор таблетки аспирина в одеколоне, фруктовый сок или оливковое масло.

Для создания прочного паяльного соединения необходим хороший паяльник с правильно подобранным жалом, а также припой и флюс, которые подходят для этого типа работ. Только при выполнении этих условий можно обеспечить необходимое качество соединения.

Назначение разного вида флюсов для пайки

Вначале определимся, что такое пайка: «Образование неразъемного соединения с межатомными связями путем нагрева соединяемых материалов ниже температуры их плавления, их смачивания припоем, затекания припоя в зазор и последующей его кристаллизации» (ГОСТ 17325-79).

Паяные соединения не являются механическими: в соответствии с ГОСТ и IPC к ним предъявляются только требования обеспечения электрического контакта между спаиваемыми поверхностями. Механическая прочность нормируется для сварочных соединений. Пайка труб дает сварное соединение, а флюс при этом используется сварочный. Мы же рассмотрим флюсы для пайки.

Основная задача флюса — удаление оксидной пленки с поверхности контактных площадок печатной платы и выводов монтируемых элементов.

Классификация флюсов для пайки

Флюсы для монтажа микроэлементов можно разделить по активности на низко-, средне- и высокоактивные, а по составу — на канифольные, синтетические и органические (таблица 1).

Таблица 1. Классификация флюсов

Активность флюса (% содержание галогенов) Канифольные Rosin (RO) Синтетические Resin (RE) Органические Organic (OR) Необходимость отмывки
Низкая (0%) ROL0 REL0 ORL0 Нет
Низкая ( 2,0%) Обязательно

Упрощенно принцип работы галогенсодержащих флюсов выглядит так:

  1. Ионы галогенов реагируют с оксидной пленкой, связывая оксид металла.
  2. Кислотные реагенты, содержащиеся во флюсе, восстанавливают галоген.
  3. Восстановленный галоген реагирует с оксидной пленкой.

Принцип работы безгалогенных флюсов схож с принципом работы галогенсодержащих флюсов, но существует ряд отличий.

У безгалогенных флюсов (HF) процесс восстановления металла из оксида протекает медленнее относительно галогенсодержащих флюсов и сильно зависит от температуры. В связи с этим в состав HF-флюсов вводится большое количество различных активаторов, которые позволяют сохранить химическую активность в широком диапазоне температур.

Хотя содержание галогенов для обеспечения работы флюса требуется незначительное, в масштабах промышленного производства галогенная технология наносит значительный вред окружающей среде. В соответствии с мировыми стандартами вводятся ограничения на использование галоидных соединений в электронной промышленности. На данный момент в мире галогенсодержащие паяльные материалы используются, в основном, в военной и космической промышленности. Остальные отрасли переходят на безгалогенную технологию.

Рассмотрим более подробно типы флюсов по основе.

Канифольные флюсы для пайки (RO)

Канифоль — твердая природная смола с высокой температурной стабильностью в процессе пайки. Высокая плотность канифольного флюса снижает вероятность образования шариков и сосулек припоя. Остатки канифольного флюса легко отмываются.

Кроме канифоли, в состав флюса RO входят растворители и активаторы, которые разрывают химические связи канифоли и повышают ее химическую активность. После пайки растворители улетучиваются, и канифоль в остатках флюса претерпевает поликонденсацию: вновь образуется сшитый полимер. После поликонденсации остатки натуральной канифоли могут стать хрупкими, их свойства не регулируются.

Синтетические флюсы для пайки (RE)

Флюсы на основе синтетических смол производятся с фиксированным массо-молекулярным распределением, поэтому свойства остатков контролируются производителем. Остатки низкоактивных синтетических флюсов становятся защитным покрытием. Эти остатки с трудом поддаются отмывке, если необходимость в ней все-таки возникнет.

Органические флюсы для пайки (OR)

Флюсы на органической основе состоят из низкомолекулярных органических кислот и растворителей. При пайке растворители сильно активируют кислоты и испаряются вместе с ними почти без остатка. Немногочисленные остатки инертны и легко отмываются. Недостаток: быстрое испарение активных компонентов флюса сужает технологическое окно пайки.

Совместимость флюсов

Нельзя смешивать флюсы с различной основой, потому что они по определению несовместимы. Нельзя смешивать и флюсы на одинаковой основе, потому что растворители и активаторы разных композиций флюса реагируют между собой непредсказуемо, и из двух композиций с известными свойствами получается третья — с неизвестными свойствами.

Производители паяльных материалов указывают совместимость своих продуктов.

Отмывка паяльного флюса

Разберемся, стоит отмывать остатки флюса после пайки или нет.

В спецификации флюса производитель указывает требования к отмывке остатков флюса после пайки.

  1. Высокоактивный флюс и флюс с неорганическими активаторами требуют обязательной отмывки. Если не удалить остатки флюса, то под действием водяных паров, содержащихся в воздухе, будет происходить следующее:
    • диссоциация компонентов флюса на ионы, что приведет к электромиграции и возникновению короткого замыкания между соседними контактными площадками;
    • образование интерметаллидов внутри паяного соединения;
    • остатки кислот вызовут коррозию паяного соединения.
  2. Среднеактивный флюс. Хотя химическая активность таких флюсов при нормальных условиях практически равна нулю, во избежание образования дефектов паяного соединения остатки флюса рекомендуется удалять.
  3. Низкоактивный флюс. Остатки подобных флюсов химически инертны и могут служить защитным покрытием паяных соединений. Требования по отмывке могут быть, например:
    • косметические (светодиодное освещение);
    • необходимость лакировки (в приборах, которые работают в агрессивных средах — солевой туман и т. д.).
Читайте также  Какой нужен генератор для сварочного инвертора?

Возникает вопрос: чем отмывать остатки флюса?

Условно флюсы можно разделить на водоотмывные и флюсы, требующие отмывки растворителями.

Остатки водоотмывных флюсов в идеале отмываются последовательно обычной, дистиллированной и деионизированной водой, причем на каждом этапе применяют струйную отмывку или ультразвук.

Отмывка флюсов с использованием специальных жидкостей делится на два этапа:

  1. Удаление остатков флюса.
  2. Удаление растворителя (спецжидкости).

В большинстве случаев для отмывки остатков флюсов производители паяльных материалов указывают, какими жидкостями и в каком режиме необходимо производить отмывку для получения высокого качества.

Флюс для пайки — что это такое и для чего он нужен

Флюс для пайки – различные по происхождению вещества или многокомпонентные смеси, применяемые для удаления пленки окислов и других соединений с поверхностей, на которые будет наноситься припой. В зависимости от агрегатного состояния, они бывают твердыми, жидкими, порошкообразными, а также в виде геля.

Для чего нужен флюс

Основными функциями этих веществ являются следующие:

  • Удаление пленок посторонних веществ, препятствующих процессу пайки;
  • Улучшение смачивания спаиваемых деталей;
  • Улучшение растекания припоя и его фиксации со спаиваемыми поверхностями;
  • Предотвращение окисления нагретого в процессе пайки металла.

Без использования флюса процесс пайки может оказаться малоэффективным, надежность и качество выполненных работ – очень низкими.

Виды флюсов

Все флюсы подразделяются на 3 большие группы:

  • Кислотные (активные);
  • Слабоактивные;
  • Нейтральные (неактивные или защитные).

Основным практическим различием активных флюсов от слабоактивных и нейтральных является необходимость удаления их остатков по завершению процесса пайки – входящие в состав таких веществ кислоты и агрессивные соли, оставаясь на спаянных поверхностях или деталях, будут причиной ускоренной коррозии.

На заметку. Помимо описанной выше классификации по температуре плавления, все данные вещества подразделяются на две большие группы: легкоплавкие и тугоплавкие.

Легкоплавкие (канифоль, ее спиртовые растворы, паяльные кислоты) вещества применяются для пайки черных и цветных металлов оловянно-свинцовыми припоями при температурах до 5000С. Тугоплавкие вещества (прокаленная бура, раствор буры в борной кислоте, хлориды кальция и бария) используются для пайки черных и цветных металлов медными, серебренными и медно-латунными припоями при температурах свыше 5000С.

Канифоль

Представляет собой твердое стекловидное аморфное вещество светло-желтого или темно-оранжевого цвета, получаемое из смолы хвойных пород. Плавится при небольшой температуре, выделяет мало дыма и вредных для человеческого организма веществ.

Применяют канифоль при пайке радиодеталей легкоплавкими оловянно-свинцовыми припоями.

Паяльные кислоты

Данный вид флюса представлен неорганическими низко концентрированными кислотами: ортофосфорной или соляной. Для увеличения активности кислоты и улучшения растворения ею оксидных пленок в нее часто добавляют такую соль, как хлористый цинк. Благодаря текучести, она хорошо подходит для работы в труднодоступных местах.

Интересно. Недостатком паяльных кислот является необходимость удаления их остатков после завершения паечных работ.

Применяют паяльные кислоты для лужения устойчивых к коррозии сталей, меди, железа с цинковым покрытием, деталей из никеля или хрома.

Спиртовые растворы

Наиболее распространенным составом данного вида является спирто-канифольный раствор, представляющий собой 20-25 % раствор канифоли, растворенной в этиловом спирте. Для увеличения активности и спектра выполняемых паечных работ в такой раствор часто добавляют различные соли: хлорид цинка, хлорид диэтиламмония, хлорида фениламмония. Благодаря жидкому агрегатному состоянию, он хорошо наносится на спаиваемые поверхности, не требует удаления остатков после завершения паечных работ.

Не содержащие добавок спиртовые растворы используют для обычной пайки с использованием легкоплавких припоев, содержащие различные активные соли разновидности применяют при пайке черных и цветных металлов, а также их сплавов (медь, латунь, алюминий и т.д.).

Основными недостатками спирто-канифольного раствора являются летучесть основного компонента – этилового спирта, его усиленное испарение при пайке и хранении в негерметично закрытой емкости.

Водные растворы и подручные средства

Данный список самодельных веществ представлен чаще 16%-ти процентным водным раствором ортофосфорной кислоты с добавлением 3,7-4,0% этилового технического спирта. Используются такие растворы для пайки, как черных, так и цветных металлов, их сплавов.

Готовые составы

Представляют собой готовые составы (паста флюс, состав марки фпп), удобные для нанесения и часто помещаемые внутрь трубчатого припоя проволоки. Применяются, как правило, при пайке легкоплавкими низкотемпературными припоями.

Бура – высокотемпературный порошкообразный флюс, применяемый при пайке стальных, чугунных, бронзовых и медных деталей с использованием тугоплавких медно-цинковых или серебряных марок припоев.

Часто буру для удобства и увеличения эффективности растворяют в борной кислоте. Благодаря небольшой цене и широкому спектру выполняемых с помощью буры паечных работ, она является универсальной и востребованной как в радиоэлектронике, так и в пайке цветных и черных металлов.

Гелевые флюсы

Гелевые флюсы – самые удобные и надежные. Представляют собой смесь измельченного канифолевого порошка и растворителя. Выпускаются в небольших шприцах для специальных пистолетов-дозаторов, хорошо наносятся, не требуют удаления со спаиваемых поверхностей. Применяются такие вещества для паечных работ в радиоэлектронике.

Хранение

Хранят подобные вещества в закрытых герметичных емкостях в местах, недоступных маленьким детям и домашним животным. Не следует хранить их вместе с продуктами питания, лекарственными препаратами, семенами сельскохозяйственных культур. Желательно для таких веществ предназначить строго определенный шкафчик или ящик.

Применение флюса

Способ применения данных веществ определяется их агрегатным состоянием и химическим составом:

  • Твердую канифоль наносят на спаиваемые поверхности жалом паяльника, на котором уже есть расплавленный припой;
  • Паяльную кислоту наносят на спаиваемые детали или поверхности небольшой кисточкой, ватной палочкой или простой спичкой;
  • Жидкий спирто-канифольный флюс наносится при лужении с помощью небольшого носика дозатора, установленного на емкости с раствором.
  • Гелеобразные вещества наносят с помощью специальных пистолетов дозаторов, в которые вставляются картриджи.

Важно! Так как флюсы – это в своем большинстве небезопасные для здоровья человека вещества, при их нанесении следует соблюдать максимальную осторожность. Если данная субстанция для лужения попадает на кожу руки, ее следует незамедлительно смыть, при необходимости нейтрализовать соответствующими веществами.

Как приготовить флюс для пайки своими руками

Разобравшись с тем, что такое флюс для пайки, стоит рассмотреть самый простой способ самостоятельного изготовления подобного вещества, используемого при пайке радиодеталей, для лужения печатных плат:

  1. Несколько кусков канифоли заворачиваются в плотную ткань;
  2. При помощи ударов тяжелого молотка по образовавшемуся кульку находящаяся внутри канифоль тщательно измельчается;
  3. Полученную измельченную канифоль засыпают в емкость с этиловым спиртом и, помешивая, растворяют в нем полностью.

Для того чтобы ускорить растворение канифоли, емкость со спиртом помещают в небольшую кастрюльку с горячей водой. Для получения гелеобразного вещества в полученный раствор добавляют глицерин.

Как правильно выбрать флюс

Для того чтобы правильно выбрать флюс паяльный, необходимо учитывать следующие критерии:

  • Материал спаиваемых поверхностей – если спаивают детали из латуни, черных металлов, хрома или никеля, то используют буру, борную, соляную или ортофосфорную кислоты. Если планируется паять чувствительные к перегреву радиодетали, используют легкоплавкие низкотемпературные флюсы: канифоль и ее спиртовые растворы, гели.
  • Удобство нанесения – при пайке печатных плат, мелких радиодеталей используют жидкие и гелеобразные вещества,
  • Безопасность для здоровья – наиболее безопасны гелевые марки флюсов. Лидерами в списке вредных и потенциально опасных веществ данного вида являются кислоты.

Чем заменить флюс для пайки

Если необходимый флюс по каким-то причинам отсутствует, его можно заменить следующими подручными веществами:

  • Водный раствор аспирина;
  • Лимонная кислота;
  • Уксус;
  • Канифоль с обычным свиным жиром.

Все данные подручные средства хоть и не обладают всеми достоинствами специализированных составов, но при правильном использовании пайка с их использованием будет достаточно качественной и надежной.

Таким образом, разобравшись с тем, что собой представляет паяльный флюс, и для чего он нужен, можно сказать, что его применение является неотъемлемым этапом в технологии паечных работ, без которого получаемое соединение будет ненадежным и недолговечным.

Читайте также  Трубная заготовка из нержавейки

Видео

Флюсы для пайки: применение, назначение и классификация

Для быстрой и качественной пайки необходимо иметь несколько вещей: качественный флюс, хороший припой и мощный паяльник. Припой выбирается в зависимости от объекта пайки и её температуры, а также содержания олова и свинца в нём. Основная характеристика паяльника — его мощность, но сегодня некоторые радиолюбители смотрят и на такие вещи, как размер жала и скорость нагрева и остывания.

С флюсами всё несколько иначе. Они бывают очень разных видов и применяются для противостояния процессам окисления припоя, равномерного распределения температуры по поверхности пайки и образования лучшей сцепляемости и диффузии спаиваемых контактов и деталей.

Основные виды флюсов

Бывают как твёрдые, так и жидкие флюсы. Для удобства нанесения на область пайки и более лёгкого удаления выпускают также пастообразные марки, упакованные в тубы или сразу расфасованные в специальные шприцы. Жидкие формы используются для лужения в некоторых труднодоступных частях сложных деталей. Флюсы, как правило, представляют собой поверхностно-активные вещества, которые не проводят ток.

Кроме того, можно приготовить так называемую самодельную паяльную пасту своими руками, смешав опилки припоя с растворённой в спирте канифолью. Она используется в тех случаях, когда недопустим перегрев спаиваемых поверхностей — например, во избежание их повреждения.

Флюсы в основном классифицируют по степени их активности и действия, которое они оказывают на припой и спаиваемые детали. Различают следующие основные типы:

  • Активные — производятся преимущественно из растворов соляной кислоты, но нередки и случаи применения её в чистом виде. Сюда же входит очень популярная «паяльная кислота», которая представляет собой обработанный соляной кислотой цинк. Активные флюсы легче разрушают плёнки на поверхностях деталей, но, кроме этого, ещё и вступают в реакцию с самой металлической поверхностью. Из-за этого они должны быть нейтрализованы после проведения всех операций. Кроме того, такие флюсы имеют невероятно сильную электропроводимость, что исключает их применение в радиоэлектронике.
  • Антикоррозийные — защищают от возникновения окислов на поверхностях и противодействуют коррозийным процессам. В качестве таких составов можно применять ортофосфорную кислоту или её смеси с другими веществами со схожими свойствами.
  • Защитные — представлены самыми инертными по взаимодействию с металлом составами и включают различные масла (в том числе оливковое или растительное), сахар-песок и вазелин с воском.

Существует также классификация по рабочей или активной температуре. По этому принципу флюсы бывают:

  • Высокотемпературные с температурой перехода в жидкое состояние от 450 градусов Цельсия.
  • Низкотемпературные, температура плавления которых ниже 450 градусов.

Обязательно следует выбирать флюсы с температурой плавления ниже, чем у припоя, ведь иначе спаять детали будет невозможно. Припои и флюсы, применяемые при пайке необходимо также подбирать в зависимости от задач, выполняемых ими.

Состав и описание канифоли для пайки

Для начинающего радиолюбителя в качестве оптимального решения подойдёт канифоль для пайки. Сырьё для её производства — сосновая живица или смола. Это смесь различных изомеров смоляных кислот, которая обрабатывается специальным образом, или продукт отходов некоторых химических производств. Она относительно дешёвая и доступная, хорошо противостоит образованию оксидных поверхностных плёнок и совершенно нерастворима водой и ацетоном. Из-за природного характера образования, канифоль на основе живицы абсолютно нетоксична и не предъявляет дополнительных требований к защите дыхательных органов и глаз и повышенной вентиляции рабочего помещения.

Канифоль стекловидна и имеет температуру плавления, не превышающую 70 градусов, что делает её пригодной для использования в радиоэлектронике. Очень хорошо растворяется спиртом и ацетоном, которые используются для удаления её с поверхности деталей и печатных плат. Однако, если эстетическая сторона процесса пайки вас не заботит или положение детали исключает последующую обработку, канифоль спокойно можно не стирать. Она не обладает электропроводностью и совершенно неактивна после застывания.

Растворы канифоли имеют приблизительное её содержание на уровне 30−35 процентов. Остальное — это спирт и активаторы. В качестве спиртов могут выступать:

  • Этиловый.
  • Изопропиловый.
  • Этиленгликоль.
  • Этилацетат.

Активаторами же являются такие присадки:

  • Салициловая кислота.
  • Органические соединения галогенов.

Такие флюсы наносятся ручным способом легче и обеспечивают равномерное покрытие рабочей области.

Бура и её применение

Тетраборат натрия имеет очень широкое назначение в качестве флюса. Им можно паять и варить изделия из меди, драгоценных металлов (серебра, например) и хромированных изделий. Кроме того, он используется при работе с тугоплавкими металлами вроде чугуна. Применяется практически без добавок, иногда может смешиваться в равных частях с борной кислотой, из которой и производится. Имеет высокую температуру плавления (около семисот-девятисот градусов), поэтому подходит для работ по прокладке водопроводных сетей и их ремонту.

Из-за того, что обычные бытовые паяльники неспособны выдавать нужное количество тепла для работ, которые проводятся с этим флюсом, используются газовые горелки. После завершения всех работ с металлической поверхностью образовавшийся налёт необходимо удалить, так как он провоцирует образование ржавчины.

Использование ортофосфорной кислоты

Ортофосфорная кислота представляет собой хорошо растворимые в воде прозрачные кристаллы, хорошо впитывающие влагу. Может применяться как флюс для пайки изделий из алюминия, стали и меди. Отлично подходит для чистки поверхностей металлов от ржавчины, покрывая их защитной плёнкой, которая противодействует повторному появлению коррозии.

Принципы применения и техника безопасности

Соблюдая всего несколько универсальных правил, можно выполнять работы по соединению металлических деталей с помощью пайки очень легко. Эти правила пойдут для любого флюса, типа припоя и вида работы:

  • Очищайте соединяемые поверхности спиртом или другим активным растворителем.
  • Следите за тем, чтобы жало паяльника всегда было залужено, то есть покрыто достаточным количеством припоя для усиления контакта.
  • Следите за чистотой жала, не давайте ему окислиться.
  • Флюс наносите так, чтобы при расплавлении он покрывал всю обрабатываемую поверхность.
  • Не перегревайте детали, особенно радиотехнические — это чревато получением травм из-за взрыва отдельных компонентов (конденсаторов, например) и повреждением внутренней структуры печатных плат.
  • Очищайте поверхности от продуктов окисления припоя и флюса, особенно если последний проводит электричество.

Правила техники безопасности и охраны труда, которых следует придерживаться, стандартны для выполняемых работ. Следует обеспечивать соответствующую защиту тела от попадания случайных капель раскалённого припоя. Для этого следует использовать халаты из хлопчатобумажной ткани и защитные очки. Если ожог всё-таки случится, стоит незамедлительно протереть его любым спиртовым раствором — это поможет избежать образования волдырей на коже. Кроме того, стоит избегать хватания жала работающего паяльника голыми руками, а если необходимо, сменить жало в процессе работы, давать ему остыть.

Припои и флюсы для пайки

Припой — это легкоплавкий сплав металлов, предназначенный для соединения проводов, выводов, деталей и узлов пайкой. Ранее припои обозначали тремя буквами — ПОС (припой оловянно-свинцовый), за которыми идет двузначное число, показывающее содержимое олова в процентах, например ПОС-40, ПОС-60.

Лучший припой — чистое олово. Однако оно дорогое и используется в исключительных случаях. Во время радиомонтажа чаще применяют оловянно-свинцовые припои. По прочности спаивания они не уступают чистому олову. Плавятся такие припои при температуре 180 — 200 °С.

Выбор припоя для пайки

Выбор припоя производят в зависимости от таких факторов: от соединяемых металлов или сплавов, от способа пайки, от температурных ограничений, от размера деталей, от требуемой механической прочности, от коррозийной стойкости и др.

Для пайки толстых проводов используют припой с температурой плавления более высокой, чем для пайки тонких проводов.

В некоторых случаях необходимо учитывать и электропроводность припоя (напоминание: удельное сопротивление олова равно 0,115 Ом х мм2/м, а свинца — 0,21 Ом х мм2/м).

Разновидности припоев.

Припои разделяются на три группы: тугоплавкие, легкоплавкие и сверхлегкоплавкие. Тугоплавкие припои (радиолюбители их практически не используют). К тугоплавким относятся припои с температурой плавления свыше 500 °С, создающие очень высокую механическую прочность соединения (сопротивление разрыву до 50 кг/мм2). Недостатком их является именно то, что они требуют высокой температуры нагрева и, хотя прочность такой пайки получается весьма высокой, интенсивный нагрев может привести к нежелательным последствиям: можно, например, «отпустить» стальную деталь.

Недостатком твердых припоев является то, что они требуют высокой температуры нагрева, и хотя прочность такой пайки весьма высока, интенсивный нагрев может привести к весьма нежелательным последствиям: можно перегреть дорогостоящую деталь и вывести ее из строя (например, транзистор или микросхему), можно «отпустить», например, стальную деталь (пружину).

Легкоплавкие (радиолюбительские) припои. К этой категории относятся припои с температурой плавления до 400 °С, имеющие сравнительно невысокую механическую прочность (сопротивление разрыву до 7 кг/мм2). При радиотехнических монтажных работах применяются главным образом легкоплавкие припои. В их состав входят олово и свинец в различных пропорциях, например, припой ПОС-61 , который содержит 61% свинца, 38 % олова и 1% различных присадок.

Читайте также  Самодельный плазменный резак из сварочного аппарата

Сверхлегкоплавкие (радиолюбительские) припои. Существуют также сплавы, в состав которых, кроме олова и свинца, входят висмут и кадмий. Эти сплавы наиболее легкоплавкие: у некоторых из них температура плавления менее 100 °С. Механическая прочность соединения у таких сплавов весьма невелика. Раньше их применяли для пайки кристаллов в кристаллических детекторах. В настоящее время легкоплавкие кадмий-висмутовые сплавы находят применение при ремонте печатного монтажа. Используются они также для пайки транзисторов, так как по техническим условиям их рекомендуется паять припоем с температурой плавления, не превышающей 150 °С.

Для пайки транзисторов можно применять так называемый сплав Вуда с температурой плавления 75 °С, в состав которого входят: олово — 13%, свинец — 27%, висмут — 50%, кадмий — 10%. Сплав Вуда можно приготовить по указанному рецепту самому или купить в аптеке. Пайка ведется слабо нагретым паяльником. В качестве флюса используется канифоль.

Форма радиолюбительских припоев

В прошлом веке порекомендовали оловянный прут сечением 10 мм. Сейчас для пайки пользуются припойной проволокой сечением от 1 до 5 мм. Наиболее распространены 1,5—2 мм многоканальные припои. Многоканальность означает, что внутри оловянной проволоки расположены несколько каналов флюса, который обеспечивает образование ровной блестящей и надежной пайки.

Продается такой припой в мотках — на радиорынках, в колбах — в которых он находится свернутым в спираль, и в бобинах (в них количество припоя такое, что его хватит не на один год). Рекомендуется приобретать в виде проволочки, толщиной со спичку — удобнее паять.

При пайке монтажных проводов радиоаппаратуры удобно пользоваться оловянно-свинцовыми припоями, отлитыми в виде тонких прутков диаметром 2 — 2,5 мм. Такие прутки можно изготовить самому, выливая расплавленный припой в сосуд, в дне которого заранее проделано отверстие. Сосуд при этом следует держать над листом жести или металлической плитой. После остывания прутки следует разрезать на куски необходимой длины.

Современные припои, используемые при пайке электронных схем, выпускаются в виде тонких трубочек, заполненных специальной смолой (колофонием), выполняющей функции флюса. Нагретый припой создает внутреннее соединение с такими металлами, как медь, латунь, серебро и т. д., если выполнены следующие условия: поверхности подлежащих пайке деталей должны быть зачищены, то есть с них необходимо удалить образовавшиеся с течением времени пленки окислов, деталь в месте пайки необходимо нагреть до температуры, превышающей температуру плавления припоя. Определенные трудности при этом возникают в случае больших поверхностей с хорошей теплопроводностью, поскольку мощности паяльника может не хватить для ее нагрева.

Самостоятельное приготовление припоя

Для самостоятельного приготовления припоя компоненты состава (олово и свинец) отвешивают на весах, расплавляют смесь в металлическом тигле над газовой горелкой и, перемешав расплав стержнем из стали, стальной пластинкой снимают пленку шлака с поверхности расплава. Затем осторожно разливают расплав в формы — желоба из жести, дюралюминия или гипса.

Плавку необходимо выполнять в хорошо проветриваемом помещении, надев защитные очки, перчатки и фартук из грубой ткани.

Флюсы для пайки

Для чего при пайке нужен флюс? Во время пайки температура соединяемых деталей значительно повышается. При этом скорость окисления металлических поверхностей возрастает. В итоге припой хуже смачивает соединяемые детали. Поэтому необходимо использовать вспомогательные вещества, флюсы.

Что такое флюс? Флюс — это вспомогательный материал, который призван во время пайки удалять оксидную пленку с деталей, подвергаемых пайке, и обеспечивать хорошее смачивание поверхности детали жидким припоем. Без флюса припой может не прикрепиться к поверхности металла. Назначение флюсов: надежно защищают поверхность металла и припоя от окисления, улучшают условия смачивания металлической поверхности расплавленным припоем.

Действие флюса зависит от его состава, имеемые флюсы: или растворяют окисные пленки на поверхности металла (а иногда и сам металл), или предохраняют металл от окисления при нагреве. Таким образом, флюс образует защитную пленку над местом пайки.

Флюс уже содержится в современном припое в виде тонкого сердечника. При расплавлении припоя он распределяется по поверхности жидкого металла. Флюсом покрывают поверхности уже залуженных металлов также и перед их соединением (собственно пайкой). При этом флюс является ПАВ, то есть Поверхностно Активным Веществом. После соприкосновения деталей избыток флюса между ними вылезает наружу и все время испаряется потому, что температура его испарения ниже, чем у припоя.

Флюсы бывают разные. Например, для ремонта металлической посуды пользуются «паяльной кислотой» — раствором цинка в соляной кислоте. Паять радиоконструкции с таким флюсом нельзя — со временем он разрушает пайку. Для радиомонтажа надо применять флюсы, в которых нет кислоты, например, канифоль.

Требования к радиолюбительским флюсам

Выбор флюса — важный вопрос. Раньше использовалась только канифоль, другого флюса не было. Чем плоха канифоль — канифоль, спиртовой канифольный флюс относятся к категории активных флюсов. Первый недостаток — при высоких температурах удаляется не только оксид металла, но и сам металл. Второй недостаток — очистка платы после пайки с канифолью является большой проблемой. Смыть остатки можно только спиртом или растворителями (да и то, порой проще отковырять чем-то острым).

Остатки флюса на плате не только некрасиво с эстетической точки зрения, но и вредно. На платах с малыми зазорами между проводников возможен рост дендритов (проще говоря, замыканий) вызванных гальваническими процессами на загрязненной поверхности. Каков же выход — на современном рынке материалов можно найти широкую гамму флюсов, которые смываются обычной водой, не разрушают жало паяльника и обеспечивают высокое качество пайки. Продаются такие флюсы, как правило, в шприцах, что очень удобно для использования.

Независимо от того, какой флюс используется, готовую пайку нужно обязательно протирать тряпочкой, смоченной в спирте-ректификате или ацетоне, а также прочищать жесткой щеточкой или кисточкой, смоченной растворителем, для удаления остатков флюса и грязи. В некоторых исключительных случаях вместо канифоли можно пользоваться ее заменителями:

— канифольным лаком, имеющимся в продаже в хозяйственных магазинах. Его можно применять как жидкий флюс взамен раствора канифоли в спирте. Этот же лак можно использовать и для антикоррозийного покрытия металлов.

— живицей — смолой сосны или ели — доступным материалом, особенно любителям, живущим в сельской местности. Такой флюс можно приготовить самому. Набранную в лесу с деревьев смолу нужно растопить в жестяной банке на слабом огне (на сильном огне смола может воспламениться). Расплавленную массу разлить в спичечные коробки.

— таблеткой аспирина, имеющейся в любой домашней аптечке. Недостаток этого флюса — неприятный запах дыма, выделяющийся при плавлении аспирина.

Сейчас выпускается большое количество разнообразных, так называемых «безотмывочных», флюсов, как жидких, так и в виде полужидкого геля. Особенность их такова, что они не содержат компонентов, вызывающих окисление и коррозию соединяемых деталей, не проводят электрический ток и не требуют промывки платы после пайки. Хотя все равно лучше после завершения пайки удалять с припаянных деталей все остатки флюса.

Для нанесения жидкого флюса можно воспользоваться кисточкой, ватной палочкой или просто спичкой, но удобнее пользоваться так называемым «флюсапликатором». Можно попробовать купить фирменный флюсапликатор стоимостью примерно 20—30$, но куда проще и дешевле сделать его самому. Для этого потребуется кусочек силиконового или резинового шланга с внутренним диаметром 5 — 6 мм и одноразовый медицинский шприц.

Шприц разрезается на 2 части. Обе части вставляются в резиновую трубку. Иголка слегка укорачивается, ее можно для удобства пользования слегка изогнуть. Слегка нажимая на шланг, выдавливаем из кончика капельку флюса на припаиваемые детали и производим пайку. При хранении, чтобы не засыхала иголка внутрь нее можно вставлять тонкую проволоку. Так же удобно пользоваться флюсом в виде геля или пасты. Для его нанесения тоже можно воспользоваться одноразовым шприцем, только из-за его густоты иголку шприцевую придется взять потолще.

Другие статьи из цикла про пайку:

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: