Припои и флюсы для пайки


СОДЕРЖАНИЕ:

Легкоплавкие (мягкие) припои.

Припои и флюсы

Припой — это сплав металлов, предназначенный для соединения деталей и узлов методом пайки. Припой должен обладать хорошей текучестью в расплавленном состоянии, хорошо смачивать поверхности соединяемых материалов и иметь требуемые характеристики в твердом состоянии (механическая прочность, стойкость к воздействию внешней среды, усадочные напряжения, коэффициент теплового расширения и т.п.).

Выбор припоя зависит от соединяемых металлов или сплавов, от способа пайки, температурных ограничений, размеров деталей, требуемой механической прочности, коррозионной стойкости и др.

Отечественными производителями выпускаются припои под ГОСТированными наименованиями, а импортные припои, как правило, классифицируются фирмами производителями припоев, что усложняет их идентификацию. На мировом рынке наиболее известны припои под торговыми марками своих производителей: Alpha Metals, ASAHI, Cobar, Ersa, HARRIS, Heraeus, InterFlux, Multicore, Philips, Ctannol. В марках отечественных припоев заложено наименование входящих химических элементов и их процентное весовое содержание.

В области производства и ремонта электрического и электронного оборудования наибольшее применение нашли оловянно- свинцовые припои:

— безсурьмянистые ( ПОС );
— малосурьмянистые ( ПОССу ), с содержанием до 0.5% сурьмы;
— сурьмянистые ( ПОССу ), с содержанием сурьмы более 0.5%.

Химический состав припоя определяет его температуру плавления. Внесение различных добавок приводит к изменению его эксплуатационных свойств. Как правило, припои под торговыми марками известных производителей имеют гарантию задекларированной степени чистоты припоя, а следовательно и соответствие заявленным параметрам. Следует иметь в виду, что длительное и нарушение условий хранения не способствует сохранению заявленных свойств и параметров паяльных материалов. Сохранению свойств припоя, способствует использование антиоксидантов и специальных восстановителей припоя.

Легкоплавкие (мягкие) припои.

Наиболее широко применяются легкоплавкие припои. К этой категории относятся припои с температурой плавления до 400° С, имеющие сравнительно невысокую механическую прочность (со­противление разрыву до 7 кг/мм 2 ).
В состав их входят олово и свинец в различных пропорциях.
Буквы ПОС в марке припоя означают припой оловянно-свинцовый, цифры — содержание олова в процентах (ПОС 61, ПОС 40)

Марка Химический состав в % Температура оC
олово свинец сурьма примесей не более
медь висмут мышьяк начало конец
ПОС-90 9,62 0,15 0,08 0.1 0,05
ПОС-40 57,75 2,0 0,1 0,1 0,05
ПОС-30 67,7 2,0 0,15 0,1 0,05
ПОС-18 79,2 2,5 0,15 0,1 0,05

При выборе типа припоя необходимо учитывать его особенности и применять в зависимости от назначения спаиваемых деталей. При пайке деталей, не допускающих перегрева, используются припои, имеющие низкую температуру плавления.

Марка припоя Температура Область применения
ПОС 90 222 ºC Пайка деталей и узлов, подвергающихся в дальнейшем гальванической обработке (серебрение, золочение)
ПОС 61 190 ºC Лужение и пайка тонких спиральных пружин в измерительных приборах и других ответственных деталей из стали, меди, латуни, бронзы, когда не допустим или нежелателен высокий нагрев в зоне пайки. Пайка тонких (диаметром 0,05 — 0,08 мм) обмоточных проводов, в том числе высоко — частотных (лицендрата), выводов обмоток, радиоэлементов и микросхем, монтажных проводов в полихлорвиниловой изоляции, а также пайка в тех случаях, когда требуется повышенная механическая прочность и электропроводность.
ПОС 50 222 ºC То же, но когда допускается более высокий нагрев, чем при ПОС 61
ПОС 40 235 ºC Лужение и пайка токопроводящих деталей неответственного назначения, наконечников, соединение проводов с лепестками, когда допускается более высокий нагрев, чем при ПОС 50 или ПОС 61.
ПОС 30 256 ºC Лужение и пайка механических деталей неответственного назначения из меди и её сплавов, стали и железа.
ПОС 18 277 ºC Лужение и пайка при пониженных требованиях к прочности шва, деталей неответственного назначения из меди и её сплавов, оцинкованного железа.
ПОССу 4 — 6 265 ºC Лужение и пайка деталей из меди и железа погружением в ванну с расплавленным припоем.
ПОСК 50 145 ºC Пайка деталей из меди и её сплавов, не допускающих местного перегрева. Пайка полупроводниковых приборов.
ПОСВ 33 130 ºC Пайка плавких предохранителей.
ПОСК 47 — 17 180 ºC Пайка проводов и выводов элементов к слою серебра, нанесённого на керамику методом вжигания.
П 200 200 ºC Пайка тонкостенных деталей из алюминия и его сплавов.
П 250 280 ºC
Сплав “Розе” 92-95 ºC Пайка, когда требуется особо низкая температура плавления припоя.
Cплав д’Арсенваля 79 ºC
Сплав Вуда 60 ºC

Выпускают легкоплавкие припои в виде литых чушек, прутков, проволоки, лент фольги, порошков, трубок диаметром от 1 до 5 мм, заполненных канифолью, а также в виде паст, составленных из порошка припоя и жидкого флюса.

Рекомендуемые производители припоев: Radiel-fondam, Felder, AIM. Качественный припой в виде проволоки на катушке должен иметь ровную поверхность и блестеть.

Для хранения припоя нежелательно использование металлических коробочек, крышек, консервных банок, так как припой, упавший на их поверхность прилипает, металл такой коробочки (особенно если она используется еще и в виде подставки для паяльника) разогревается, появляются сложности с точным дозированием, и в результате образуется олово-канифольная каша, с которой работать будет не очень удобно.

Для получения специальных свойств в состав оловянно-свинцовых припоев вводят сурьму, кадмий, висмут и другие металлы. Состав некоторых таких припоев приведён в следующей таблице.

Специальные легкоплавкие припои

Марка Содержание элементов, % Температура плавления ºC
Sn Pb Sb Bi Cd Za
ПОССу 4 — 6 3-4 90-92 5-6
ПОСК 50 — 18 49-51 29,8-33,8 0,2 17 — 19
ПОСВ 33 33,4 33,3 33,3
П 250
П 200
Сплавы Розе 15,5 52,5
Сплав д’Арсенваля 9,4 45,1 45,5
Сплав Вуда 12,5 12,5

Твердые припои

Твердые припои создают высокую прочность шва. В электро- и радиомонтажных работах они используются значительно реже, чем мягкие припои. В таблице приведены составы некоторых медно-цинковых припоев.

Марка Химический состав в % Температура плавления в оС
медь цинк примесей не более
сурьма свинец олово железо
ПМЦ-42 40—45 остальное 0,1 0,5 1,6 0,5
Г1МЦ-47 45—49 0,1 0,5 1,5 0,5
ПМЦ-53 49-53 0,1 0,5 1,5 0,5

В зависимости от содержания цинка изменяется цвет припоя. Эти припои применяются для пайки бронзы, латуни, стали и других металлов, имеющих высокую температуру плавления. Припой ПМЦ-42 применяется при пайке латуни с содержанием 60—68% меди. Припой ПМЦ-52 применяется при пайке меди и бронзы. Медно-цинковые припои изготовляются путем сплавления меди и цинка в электропечах, в графитовом тигле. По мере расплавления меди в тигель добавляют цинк, после расплавления цинка добавляется около 0,05% фосфорной меди. Расплавленный припой разливается в формочки. Температура плавления припоя должна быть меньше температуры плавления припаиваемого металла. Кроме указанных медно-цинковых припоев, находят применение и серебряные припои. Составы последних приведены в следующей таблице.

Марка Химический состав в % Температура плавления в оС
серебро медь цинк примеси не более
свинец всего
ПСР-10 9,7—10,3 52-54 Ос т а л ь н о е 0,5 1,0
ПСР-12 11,7-12,3 35-37 0,5 1,0
ПСР-25 24,7-25,3 39-41 0,5 1,0
ПСР-45 44,5-45,5 20,5 –30,5 0,3 0,5
ПСР-65 64,5-65,5 19,5 -—20,5 0,3 0,5
ПСР-70 69,5-70,5 25,5— 26,5 0,3 0,5

Серебряные припои обладают большой прочностью, спаянные ими швы хорошо изгибаются и легко обрабатываются. Припои ПСР-10 и ПСР-12 применяются для пайки латуни, содержащей не менее 58% меди, припои ПСР-25 и ПСР-45 — для пайки меди, бронзы и латуни, припой ПСР-70 с наиболее высоким содержанием серебра — для пайки волноводов, объемных контуров и т. п.

Кроме стандартных серебряных припоев, используются и другие, составы которых приведены ниже.

Химический состав в % Температура плавления в оC
серебро медь цинк кадмий фосфор
__ __ __
__ __
15,5 16,5

Первый из них применяется для пайки меди, стали, никеля, второй, обладающий высокой проводимостью,— для пайки проводов; третий может применяться для пайки меди, но не пригоден для черных металлов; четвертый припой обладает особой легкоплавкостью, является универсальным для пайки меди, ее сплавов, никеля, стали.

В ряде случаев в качестве припоя используется технически чистая медь с температурой плавления 1083°С.

Во время пайки температура соединяемых деталей значительно повышается и скорость окисления металлических поверхностей возрастает. Вследствие этого припой хуже смачивает со­единяемые детали. Поэтому необходимо использовать различные флюсы, которые не только надежно защища­ют поверхность металла и припоя от окисления, но так­же улучшают условия смачивания металлической по­верхности расплавленным припоем.

Флюсы— вещества (чаще смесь) органического и неорганического происхождения, предназначенные для удаления окислов с поверхности под пайку, снижения поверхностного натяжения, улучшения растекания жидкого припоя и/или защиты от действия окружающей среды. При паянии флюсы играют роль химических растворителей и поглотителей окислов. В процессе паяния они предохраняют металл от окисления и создают условия для смачивания металла припоем. В зависимости от технологии флюс может использоваться в виде жидкости, пасты или порошка. Существуют также паяльные пасты, содержащие частицы припоя вместе с флюсом, иногда трубка из припоя содержит внутри флюс-заполнитель.

Существуют флюсы, которые представляют собой, как правило, многокомпонентные системы, выполняющие сразу несколько функций. Это очистка поверхности, удаление окисла, улучшение растекания припоя и, как следствие, увеличение прочности и плотности соединения.

Форма поставляемого припоя зависит от способа пайки:

— ручной (индивидуальной) – контактной, инфракракрасной, ультразвуковой, лазерной;
— механизированной (групповой) – инфракрасной, волной припоя, двойной волной припоя, в парогазовой фазе, лазерной.

Условно флюсы можно подразделить на оржавляющие и неоржавляющие (коррозирующие и некоррозирующие, нейтральные), т.е. на те, которые требуют после пайки хорошей промывки паяного соединения и те, которые не оржавляют пайку и даже могут в дальнейшем защищать ее от коррозии.

Кроме того, флюсы условно разделяются на активные и пассивные. Активные флюсы содержат в своем составе вещества, которые активно взаимодействуют с поверхностью металла, это кислоты (салициловая, лимонная, фосфорная и т.д.), хлористый цинк, хлорид аммония, гидрохлориды некоторых органических соединений, органические амины, глицерин.

Пассивные (или слабоактивные) флюсы, это канифоль, которая представляет собой смесь органических кислот, парафин, минеральные, растительные и животные масла, жирные кислоты. Они удаляют тонкие и нестойкие пленки окислов и способствуют растеканию припоя.

Неактивные (безкислотные) флюсы

Состав в % Область применения Способ удаления остатков
Канифоль светлая Пайка меди, латуни, бронзы легкоплавкими припоями. Промывка кистью или тампоном, смоченным в спирте или ацетоне.
Канифоль — 15-18; спирт этиловый — остальное (флюс спиртоканифольный) То же, и пайка в труднодоступных местах Тоже
Канифоль — 6; глицерин -14; спирт этиловый или денатурированный — остальное (флюс глицерино-конифольный) То же, при повышенных требованиях к герметичности паяного соединения. То же

Наиболее широко в электро- и радиомонтажных работах применяется канифоль (в сухом виде или раствор ее в спирте). Самое ценное свойство канифоли, как флюса, заключается в том, что ее остатки после пайки не вызывают коррозии металлов. Канифоль не обладает ни восстанавливающими, ни растворяющими свойствами. Она служит исключительно для предохранения места пайки от окисления.

Классическим флюсом является флюс спиртоканифольный (КСп) — простой и эффективный для пайки печатных плат и радиокомпонентов.

Состав: канифоль 10-60%, спирт — остальное, абсолютно нейтрален, не требует промывки. Канифоль лучше брать светлых сортов, растворять можно в спирте, этилацетате, бензине, ацетоне, дешевом одеколоне. После полного растворения канифоли флюс считается готовым. Канифоль можно заменить хвойной живицей (смолой).

Несколько повысить эффективность спиртоканифольного флюса можно добавкой глицерина: канифоль 6%, глицерин 14%, спирт — остальное.

Необходимость удаления остатков флюса после пайки определяется в зависимости от того, что находится в составе флюса: кислоты или комбинации спиртов.
Флюсы, приготавливаемые на основе канифоли с добавлением неактивных веществ: спирта, скипидара, глицерина, не требуют смывки, т.к. остаток канифоли – негигроскопичен и является хорошим диэлектриком.

Флюс, который имеет имеет остаточное сопротивление, требует смывки водой или спиртом. Во всех рецептах этиловый спирт может быть любого сорта — “Экстра”, медицинский, гидролизный, технический, денатурат. Можно также взять этилацетат.

Этот флюс нужно хранить в пузырьке с притертой пробкой. Для жидкого флюса не рекомендуется применять канифоль, предназначенную для натирания скрипичного смычка, так как пайка может быть загрязнена посторонними примесями. При применении канифоли места пайки должны быть тщательно очищены от окислов. Часто для пайки с канифолью детали следует предварительно облуживать.

В некоторых исключительных случаях вместо кани­фоли можно пользоваться ее заменителями. Так, кани­фольный лак, имеющийся в продаже в хозяйственных магазинах, можно применять как жидкий флюс взамен раствора канифоли в спирте. Этот же лак можно ис­пользовать и для антикоррозийного покрытия металлов.

В качестве флюса при пайке электрических цепей можно в случае крайней необходимости пользоваться также «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. Застывшая смола используется в качестве флюса так же, как канифоль.

Если под рукой канифоли или другого флюса нет, то в самом крайнем случае канифоль можно заменить таб­леткой аспирина, имеющейся в любой домашней аптеч­ке. Недостаток этого флюса — неприятный запах дыма, выделяющийся при плавлении аспирина.

Ускорить процесс пайки и повысить в ряде случаев качество соединений можно, применив вместо канифоли глицериновую пасту. С помощью пасты можно паять де­тали из самых разнообразных металлов и сплавов да­же без предварительной зачистки или лужения, что осо­бенно удобно при пайке в труднодоступных местах. Гли­цериновую пасту легко изготовить самому. Состав ее следующий: 48% веретенного масла, 12% пчелиного воска, 15% светлой канифоли, 15% глицерина, 10% на­сыщенного водного раствора хлористого цинка.

Изготовляя глицериновую пасту, ее нужно все время подогревать. Сначала расплавляют канифоль, затем до­бавляют веретенное масло, воск, глицерин и в послед­нюю очередь хлористый цинк.

Пасту можно изготовить и по более простому рецеп­ту. Кусочки канифоли размельчают в порошок и, под­ливая глицерин, растирают до густоты сметаны. Паста удобна тем, что она хорошо сохраняется длительное время. Хранить ее можно в любой посуде с крышкой. На место пайки пасту наносят с помощью кусочка про­волоки.

С помощью активных флюсов спаивают металлы с прочной окисной пленкой, в большинстве случаев активные флюсы — оржавляющие.

Активные (кислотные) флюсы.

Состав % Область применения Способ удаления остатков
Хлористый цинк — 25-30; концентрированная соляная кислота — 06-07; остальное вода Пайка деталей из чёрных и цветных металлов. Тщательная промывка водой.
Хлористый цинк (насыщенный раствор) 3,7: вазелин технический 85; вода дистиллированная -остальное (флюс паста) То же, когда по роду работы удобнее пользоваться пастой. То же.
Хлористый цинк — 1,4; глицерин — 3; спирт этиловый -40; остальное вода дистиллированная. Пайка никеля, платины и её сплавов. То же.
Канифоль — 24; хлористый цинк — 1; остальное этиловый спирт. Пайка цветных и драгоценных металлов (в том числе золото), ответственных деталей из чёрных металлов. Промывка ацетоном.
Канифоль — 16; хлористый цинк — 4; вазелин технический — 80; (флюс паста) То же, для получения соединений повышенной прочности, но только деталей простой конфигурации, не затрудняющей промывки. То же.

К химически активным флюсам прежде всего относится соляная кислота, которая употребляется для пайки стальных деталей мягкими припоями. Кислота, оставшаяся после пайки на поверхности металла, растворяет его и вызывает, появление коррозии. После пайки изделия необходимо промыть горячей проточной водой. Применение соляной кислоты при пайке радиоаппаратуры запрещается, так как во время эксплуатации возможно нарушение электрических контактов в местах пайки. Следует учитывать, что соляная кислота при попадании на тело вызывает ожоги.

При пайке печатных плат имеет значение остаточное сопротивление флюса, поэтому даже для нейтральных, не коррозирующих флюсов может требоваться смывка остатков.
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.

Самым простым и очень эффективным флюсом является хлористый цинк (ZnCl2).
Хлористый цинк (травленая кислота) в зависимости от условий пайки применяется в виде порошка или раствора. Используется для пайки латуни, меди и стали. Для приготовления флюса необходимо в свинцовой или стеклянной посуде растворить одну весовую часть цинка в пяти весовых частях 50-процентной соляной кислоты. Признаком образования хлористого цинка служит прекращение выделения пузырьков водорода. Из-за того, что в растворе всегда имеется небольшое количество свободной кислоты, в местах пайки возникает коррозия, поэтому после пайки место спая должно тщательно промываться в проточной горячей воде. Пайку с хлористым цинком в помещении, где находится радиоаппаратура, производить нельзя. Применять хлористый цинк для пайки электро и радиоаппаратуры также нельзя. Хранить хлористый цинк необходимо в стеклянной посуде с плотно закрытой стеклянной пробкой.

Получить хлористый цинк можно так:

Растворим кусочки цинка (его можно достать из использованной батарейки) в разбавленной 1:1 соляной кислоте добавляя его до тех пор, пока он не перестанет растворяться. Лучше это делать на свежем воздухе. Еще более повысить эффективность флюса, можно добавкой хлористого аммония (нашатырь, NH4Cl), в количестве равным (или двойным) весу израсходованного цинка. С помощью такого флюса можно паять почти все металлы. Спай нужно промыть чистой водой, но лучше слабым раствором питьевой соды или раствором (0,5-2%) аммиака.

Очень неплохим флюсом является концентрированная фосфорная кислота, особенно для пайки нержавейки и нихрома. Ниже приведены различные рецепты флюсов (в весовых %).

В последнее время широкое применение получила группа флюсов ЛТИ, применяемых для пайки металлов мягкими припоями. По своим антикоррозийным свойствам флюсы ЛТИ не уступают бескислотным, но в то же время с ними можно паять металлы, которые раньше не поддавались пайке, например детали с гальваническими покрытиями. Флюсы ЛТИ могут применяться также для пайки железа и его сплавов (включая нержавеющую сталь), меди и ее сплавов и металлов с высоким удельным сопротивлением.

Наименование В весовых пропорциях
ЛТИ-1 ЛТИ-115 ЛТИ-120
Спирт-сырец или ректификат 67-73 63-74 63-74
Канифоль 20-25 20-25 20-25
Солянокислый анилин 3-7
Метафенилендиамин 3-5
Диэтиламин солянокислый 3-5
Триэтаноламин 1-2 1-2 1-2

При пайке с флюсом ЛТИ достаточно произвести очистку мест пайки только от масел, ржавчины и других загрязнений. При пайке оцинкованных деталей удалять цинк с места пайки не следует. Перед пайкой деталей с окалиной последняя должна быть удалена травлением в кислотах. Предварительное травление латуни не требуется. Флюс наносится на место спая с помощью кисточки, что можно сделать заблаговременно. Хранить флюс следует в стеклянной или керамической посуде. При пайке деталей сложного профиля можно применять паяльную пасту с добавлением флюса ЛТИ-120. Она состоит из 70—80 г вазелина, 20—25 г канифоли и 50—70 млг флюса ЛТИ-120.

Но флюсы ЛТИ-1 и ЛТИ-115 имеют один большой недостаток: после пайки остаются темные пятна, а также при работе с ними необходима интенсивная вентиляция. Флюс ЛТИ-120 не оставляет темных пятен после пайки и не требует интенсивной вентиляции, поэтому применение его значительно шире. Обычно остатки флюса после пайки можно не удалять. Но если изделие будет эксплуатироваться в тяжелых коррозийных условиях, то после пайки остатки флюса удаляются при помощи концов, смоченных спиртом или ацетоном. Изготовление флюса технологически несложно: в чистую деревянную или стеклянную посуду заливается спирт, насыпается измельченная канифоль до получения однородного раствора, затем вводится триэтаноламин, а затем активные добавки. После загрузки всех компонентов смесь перемешивается в течение 20—25 минут. Изготовленный флюс необходимо проверить на нейтральную реакцию с лакмусом или метилоранжем. Срок хранения флюса не более 6 месяцев.

Флюс радиомонтажный, нейтральный. Пайка — железо, нержавеющая сталь, медь, бронза, цинк, нихром, никель, серебро. Не требует вентиляции. Остатки флюса смывать не обязательно, при желании легко смываются спиртом, ацетоном и т.п.

Спирт этиловый
Канифоль
Анилин солянокислый
Триэтаноламин

Железо, нержавеющая сталь, медь, бронза, цинк, нихром, никель, серебро. Требует вентиляции. Не оржавляет. Во всяком случае, за долгое время его применения я не замечал следов окисления. Триэтаноламин можно заменить несколькими каплями нашатырного спирта. Рецепт лучше готовить так:

Растворить в половине спирта канифоль. Во вторую половину спирта добавить триэтаноламин (или несколько капель аммиака) и затем солянокислый анилин, если он плохо растворяется, осторожно по каплям добавлять воду, пока не начнет растворяться. Осторожно смешать два раствора.

Канифоль
Гидрозин солянокислый
Спирт этиловый
Канифоль
Метафенилендиамин
Спирт этиловый
Янтарнокислый аммоний (насыщенный раствор) 45-50
Триэтаноламин 7-10
Глицерин остальное

Хранить в темном стекле.

Хлористый цинк (ZnCl2) 1,4
Глицерин
Спирт этиловый Остальное

Для пайки никеля, платины, платиновых сплавов, оржавляет, промывка обязательна, водой.

Хлористый цинк (ZnCl2)
Канифоль
Вазелин технический

Для соединений повышенной прочности, оржавляет, промывка обязательна, ацетоном.

Хлористый цинк (ZnCl2)
Канифоль
Спирт этиловый Остальное

Для пайки драгоценных (золото) и черных металлов, оржавляет, промывка обязательна, ацетоном.

Ортофосфорная кислота (плотность 1,7)
Спирит этиловый 3,7 3,7
Вода Остальное

Пайка стали, меди, константана, серебра, платины. Промывка водой.

Канифоль
Парафин
Стеариновая кислота
Триэтаноламин

Пайка радиотехнических элементов. Не оржавляет

Канифоль
Стеариновая кислота
Пальмитиновая кислота
Олеиновая кислота

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Сдача сессии и защита диплома — страшная бессонница, которая потом кажется страшным сном. 8807 — | 7165 — или читать все.

91.105.232.77 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Что такое припой с флюсом для пайки: особенности использования

Пайка паяльником, когда с соединяемых поверхностей снимается слой окислов травлёной цинком кислотой. На жало паяльника берётся капля припоя, обмакивается в канифоль, концы деталей лудятся, соединяются. Ещё капля припоя – и через минуту соединение готово и остыло. Но это только малая толика паяльных процессов для домашних мастеров и пайщиков в производственных цехах.

Виды, составляющие

Сбалансированный сплав на основе доминирующего металла для создания неразъёмных соединений металлических деталей методом внесения плавкого соединителя с местным нагревом – это припой.

Способы пайки, ограничения воздействия температуры на детали, механическая прочность соединения, сопротивление влиянию коррозии обусловливают многообразие видов.

Технологические требования к заполнителю:

  • Свободная текучесть после прохождения температуры ликвидуса.
  • Смачивание поверхностей соединения.
  • Механическая устойчивость, ограниченная усадка теплопереносимость, невосприимчивость к внешним воздействиям в твёрдом состоянии, электропроводность.

Мягкие легкоплавкие

Отечественные припои именуются в соответствии с ГОСТ. Маркировка соответствует наименованиям доминирующих химических элементов, определяющих свойства материала. Форма выпуска: проволока, прутки, фольга, порошки, комбинированные пасты, трубки с наполнением из канифоли.

Легкоплавкими припоями считаются сплавы с температурой плавления 60–450 0 С. Низкотемпературные оловянно-свинцовые имеют низкую прочность. Применяются для соединения деталей, боящихся перегрева. Распространены составы ПОС.

Дешифровка аббревиатуры: «припой оловянно-свинцовый». Цифровая индикация указывает на процентное содержание олова. Распространённые химические элементы в составе припоев и тинолей помимо свинца: сурьма, медь, висмут, мышьяк, цинк.

Плавкость паяльных составов, область применения:

  • Сплав Вуда – 60 0 С (лужение плат).
  • Cплав д’Арсенваля – 79 0 С (радио аппаратура и электроника).
  • Сплав Розе – 95 0 С – (температурные ограничения).
  • ПОСВ 33 – 130 0 С – (плавкие вставки предохранителей).
  • ПОСК 50 – 145 0 С (полупроводники, сплавы меди).
  • ПОС 61 – 190 0 С (требование повышенной электропроводности).
  • ПОС 30 – 260 0 С (пайка, лужение стали, меди).
  • П 250 – 280 0 С (алюминий и сплавы).

Тугоплавкие

Сфера применения – промышленная пайка чугунов, разнородных сталей, медесодержащих сплавов, томпака. Температура плавления в диапазоне 400–800 0 С. Составляющие припоев: медь, серебро, никель, магний. Соединения отличаются прочностью.

В сокращении ПМЦ (припой медно-цинковый), цифра указывает на содержание меди. Всего используются 3 марки, утверждённые ГОСТ 1534—42 : ПМЦ-36, ПМЦ-48, ПМЦ-54. Помимо основного компонента присутствует цинк, 5–7% приходится на железо, олово, сурьму. Температура плавления 800–900 0 С.

Существуют ограничения применения вследствие выгорания лигатур. Цинк выгорает при переходе из жидкой фазы, что становится причиной пористости. Разрушительные последствия грозят:

  • Изделиям, испытывающим внутреннее давление.
  • Вибрацию и динамические нагрузки.

В этом случае ведётся пайка рафинированной медью при повышении температуры. Иной путь – использование низкотемпературных оловянистых лигатур, улучшающих жидкотекучесть. Или кремнистых присадок. Кремний препятствует испарению и окислению цинка.

ПСр (медно-серебряные) – дорогостоящие тугоплавкие присадки высокой прочности. Уникальность в сохранении гибкости соединения. Разбег рабочих температур между начальным в ряду ПСр-10 и серебряным на 92% ПСр-92 – 720–950 0 . ПСр 72–92 нашли применение в соединительных операциях на высокочастотных элементах.

Альтернатива серебру — фосфор. Пластичные медно-фосфорые припои при сохранении подобия свойств имеют плюсы:

  • Дешевизна.
  • Устойчивость к коррозии и агрессивным средам.
  • Жидкотекучесть.
  • Температура плавления 700–850 0 .
  • Пригодны для соединения разнородных металлов, например, медь со сталью.

Пайка алюминия ведётся в узких температурных рамках под слоем масла, чтобы сдержать окисление, ультразвуковыми паяльниками. Применяются силумин, 34А, П590А, П 575. Легирующие элементы кремний, медь, цинк.

Флюс в припое что это и зачем?

По аналогии со сварочной самозащитной проволокой выпускается офлюсованный припой. Нет нужды разделять операции по очистке обрабатываемой поверхности, улучшении адгезии.

Пример материала для бытового применения – 7-компонентная комбинация HTS2000 производства США для сращения широкого спектра алюминиевых сплавов.

Овальная трубка длиной 460 мм, Ø 2,1 мм плавится без внесения в зону пламени горелки, при касании разогретого металла. Температура плавления прутка 390 0 подразумевает раздельное нагревание. Инструкция гласит, что плавление и заполнение шовного пространства происходит при натирании зоны нагрева присадочным прутком.

Для нагруженных швов не применяется. Технология раздельного нагрева усложнена и требует ювелирного владения горелкой. Чтобы не выжечь на протяженном участке ранее наложенный контактный слой, необходимы ухищрения по поддержанию равной температуры зоны обработки.

Поверхность нагрева в этот период беззащитна, окисляется. Присадочный стержень следует за щёткой, сцарапывающей окисную плёнку. Заполнение микропор при температуре, далёкой до разжижения основы безопасно: переход алюминия из твёрдого состояния в текучее трудно определить на глаз.

Отмечена невысокая герметичность за счёт образования пор на поверхности шва. Зато HTS2000 один из недорогих в своей нише. Обеспечивает достойную прочность сопряжения.

Припой с флюсом HTS-528 с температурным порогом 760 0 по этой же схеме применяется для чёрного металла с чугуном, сплавов меди, никеля. Изготовитель рекомендует ориентироваться по цвету нагретой детали, достигнута ли потребная температура.

Что такое флюс для пайки?

Качество пайки основывается на правильности подбора компонентов флюса и присадки. Функция флюса:

  • Создание вокруг припоя, на поверхности металла легкоиспаряемой плёнку, растворяющую окислы в рабочей зоне.
  • Создать условия для растекания припоя за счёт снижения поверхностного натяжения.
  • Улучшить сцепление с основой, снизить воздействие окружающей среды.
  • Испариться на пороге температуры плавления.

Разнообразие предложений с незамысловатыми и сложными составами жидкого вида, порошков и пастообразных делят на два технологически непохожих вида флюсов для пайки: пассивные и активные в химическом отношении. Продаются паяльные пасты, составленные из комбинации флюс-припой, альтернативные трубчатые припои с заполнением внутренней полости флюсом.

Химически активные

Преимущественно это кислотосодержащие реагенты. Оксидные плёнки, жирный налёт устраняются успешно. Но возникает вопрос по нейтрализации активности агрессивных веществ путём промывки: металл и текстолитовые платы разрушаются коррозией.

Доступны и активно используются ортофосфорная, соляная кислоты после протравки, бура, нашатырь. Воздействие паров на органы дыхания токсично, кожные покровы также уязвимы.

Паяльные кислоты применяются в пайке никеля, сталей. Легко удаляют продукты окисления. Требуют нейтрализации слабощелочными растворами с обязательной процедурой окунания в проточную воду. Температуры применения 250–330 0 С.

Рабочее помещение при пользовании агрессивными средствами нуждается в вентиляции, минимальная мера – проветривание. Попадание на кожу рук требует смывания с моющими средствами без промедления.

Oрганические

Химически пассивные флюсы снимают жировые плёнки, отчасти нестойкие окислы. Эти органические некорродирующие вещества – защита против окисления. Канифоль сосновая, воск, стеарин и растворы спиртоканифоли не выделяют вредных для здоровья паров. Используются с легкоплавкими припоями в радиотехнике.

Наименования и применение

Канифоль сосновая – самый простой, дешевый и доступный вид флюса с низким током утечки. Относится к классу химически пассивных флюсов. На рынке она доступна в свободной продаже из-за популярности. Применяется практически широком спектре радиомотажных работ. Умеренно растворяется в спирте с добавлением глицерина, благодаря чему стали популярны среди радиолюбителей спирто-канифольные флюсы.

Паяльный жир – существует в двух видах: активный и нейтральный. Применяется для окисленных деталей, состоящих из черного или цветного металла. Активный паяльный жир в радиоконструировании не применяется. Нейтральный паяльный жир не содержит активных компонентов, поэтомуможет использоваться для пайки радиодеталей.

  • Бура – необходима при высокотемпературной пайке высокоулеродитсых металлов: чугуна, меди, стали и т.д.
  • ТАГС – флюс на глицериновой основе для радиомонтажа. Из-за остаточного сопротивления нуждается в отмывке спиртом.
  • Флюсы ЗИЛ – хорошо подходят спаивания стали, латуни, меди легкоплавкими припоями на основе висмута.
  • Ф-38Н ПЭТ – сильно химически активный флюс. Применяется для пайки быстро окисляемых на воздухе металлов при температуре выше 300 градусов. Им паяют нихром, манганин, бронзу. Обязательное применение при его использовании средств индивидуальной защиты. Промывка щелочью так же обязательна
  • Активные флюсы ФИМ — пайка окисленного серебра, платины. Требует отмывки водном раствором с содержанием соды. В составе флюса фосфорная кислота.
  • ФКДТ и ФКТ ПЭТ – популярный неактивный флюс широкого применения для лужения проводов и медных контактов в РЭА.
  • ФТС – бесканифольный пассивный флюс без дыма. Предназначен для пайки радиодеталей.
  • Паяльная паста «Тиноль» — специальный химический флюс для пайки SMD радиодеталей термофеном паяльной станции.
  • Флюс-гель ТТ – флюс с индикатором химической активности красноватого оттенка для широкого спектра пайки. При воздействии температурой обесцвечивается, указывая на отсутствие активных компонентов. Не требует отмывки.
  • СТ-61 – паяльная паста пассивная. А – температура плавления +200 градусов, В – для компьютерных и мобильных радио запчастей, С – канифоль.

Импортные

  • IF 8001 Interflux – один из лучших флюсов для бессвинцовой пайки SMD компонентов, в том числе и работы с BGA чипами. Довольно дорогой. Не требует смывания.
  • IF 8300 BGA Interflux (30cc) – для пайки корпусов BGA. Представляет собой гель. Без вредного галогена.
  • IF 9007 Interflux BGA – паяльная безотмывочная паста для пайки свинцовым припоем. После работы оставляет едва заметный слой флюса с высоким удельным сопротивлением.
  • FMKANC32-005 – крем слабоактивированный безотмывочный. Показывает хорошие результаты при пайке BGA чипов и работе с инфракрасными паяльными станциями.

Классификация

Нередко в маркировке импортных флюсов можно встретить маркировочные символы. Рассмотрим ниже их обозначение:

  • «R» — канифоль, которая идет либо в чистом виде, либо в виде раствора (спирто-канифоль). Химически пассивный флюс, поэтому перед применением требует ручной зачистки поверхности спаиваемых компонентов от окислов. После окончания работ требует отмывки спиртом или ацетоном.
  • «RMA» — флюс на основе канифоли с небольшим добавлением активаторов (органических кислот и их соединениями). При термической обработке кислотосодержащие активаторы испаряются. Для их применения необходима вытяжка. Оптимальная пайка достигается с использованием горячего воздуха.
  • «RA» — активированная канифоль. По заверению производителей из-за низкой активности кислот не оказывает коррозийных процессов на место пайки, поэтому не требует отмывки. Мы бы все таки рекомендовали после работы с ним использовать слабый раствор щелочи или спирт для отмывки, если речь не идет о BGA пайке!
  • «SRA» — кислотные флюсы активного действия для пайки нержавеющей стали, никеля. В электронике практически не используются из-за разрушающего действия кислот. После пайки таким флюсом изделие нуждается в тщательной отмывке спиртом или ацетоном.

Так же нередко к импортным флюсам к названию добавляют надпись «no clean», которая означает, что данный флюс не требует смывки. Такие флюсы нередко применяют при пайке радиокомпонентов, где очистка после пайки деталей затруднена физически. Например, при пайке BGA микросхем.

Для алюминия

Fontargen F 400 M порошковый для сплавов с незначительным процентом магния прутками для аргонной сварки. Обеспечивает герметичность. Требует обильной промывки – активно коррозирует.

Castolyn FBK 192, припой с флюсовым сердечником. Рекомендован для тонкостенных конструкций с предварительным лужением и созданием зазора по периметру 0,2 мм. Состав оболочки Zn-98%, Al-2%. Преимущества материала:

  • Нет остаточной коррозии;
  • Устойчивость смачиваемости и текучести при t 440 0 ;
  • Ускорение кристаллизации;
  • Надёжное сращение алюминия с нержавеющей сталью, гальванизированным чёрным металлом, медью.

Castolin 192 пригоден для восстановления внутренних резьб в корпусных деталях, ремонте и заделке поверхностных отверстий, в том числе без наложения заплат. Соединению внахлёст.

Для латуни и медных сплавов

Тугоплавкие коаксильные трубчатые флюсы для пайки – это медно-фосфорные и медно-фосфорные с добавлением серебра комплексы BrazeTec для газо-пламенного плавления. Температуры в пределах 645–890 0 С. Соединение близкородственных металлов соседствует с пайкой латунь-сталь. Большой выбор паяльных паст комбинированного состава различного целевого назначения.

BrazeTec выбирают для особо ответственных работ, причины:

  • Задекларированный состав не меняется в разных партиях.
  • Сертификат качества гарантирует результативность работ.

Паяльная кислота ПЭТ – оптимальная температура процесса пайки с ее применением 150 – 320 градусов. Применяется при спаивании углеродистых сталей, латуни, меди, никеля.

Припой для пайки. Разновидности припоев и флюсов.

Одним из основных элементов электромонтажных и радиомонтажных работ является пайка. Качество пайки во многом определяется умением выбрать флюс и припой для пайки. Для облегчения этого выбора в статье приводятся краткие сведения о твердых и легких припоях и флюсах, пользовании ими и их изготовлении.

Пайка представляет собой соединение твердых металлов при помощи расплавленного припоя, имеющего температуру плавления меньшую, чем температура плавления основного металла. Припой должен хорошо растворять основной металл, легко растекаться по его поверхности, хорошо смачивать всю поверхность пайки, что обеспечивается лишь при полной чистоте смачиваемой поверхности основного металла.

Для удаления окислов и загрязнений с поверхности спаиваемого металла, защиты его от окисления и лучшего смачивания припоем служат химические вещества, называемые флюсами.

Припой для пайки, 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:

  • соединяемых металлов или сплавов
  • способа пайки
  • температурных ограничений
  • размера деталей
  • требуемой механической прочности
  • 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

Припой для пайки

Припой для пайки разделяют на три группы: тугоплавкий, легкоплавкий и сверхлегкоплавкий.

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.

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.

Радиолюбительский припой для пайки

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.

Каждый электрик должен знать:  Розетка в откосе окна - инструкция по установке с фото

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.

Самостоятельно готовим припой для пайки

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.

Флюсы для 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.

Чем заменить флюс

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$. Так же удобно пользоваться флюсом в виде геля или пасты. Для его нанесения можно воспользоваться одноразовым шприцем, только из-за его густоты иголку шприцевую придется взять потолще.

Флюс для пайки: описание и особенности

Сегодня пайка распространена практически во всех промышленных областях. Используют её для получения между твёрдыми металлами неразъёмного соединения. Но не всё так просто, как кажется. Для того чтобы работа была качественной, необходимо иметь расходные материалы, оборудование и нужный набор инструментов. Паяльный флюс относится именно к таким материалам.

Определение и особенности

Паяльным флюсом называют сплав металлов, который имеет легкоплавкую структуру. Его используют для того, чтобы спаивать два различных вида материалов. Если вы точно знаете, каковы особенности соединения при термической обработке у двух разных материалов, то такой флюс можно сделать самостоятельно.

Соединить два разных материала с помощью флюса получится тогда, когда на уровне шва будет выдержана необходимая температура. Температура может колебаться, в зависимости от типа материалов, в пределах 50−500 градусов. Обязательно температурный режим плавки припоя должен быть намного выше температурного режима обрабатываемого материала.

Паяльный флюс подразделяется на несколько типов. Его выбирают, опираясь на такие факторы:

  1. Устойчивость материала к коррозии.
  2. Прочности материалов.
  3. Температура параметров поверхности работы.
  4. Температура флюса.
  5. Температура пайки.
  6. Вид металла.

Флюс для пайки подразделяют на две группы:

  1. Мягкие. Температура плавки небольшая.
  2. Твёрдые. Температурный порог высокий.

Припой тугоплавкий имеет температуру плавления более 500 градусов. При помощи его создаётся прочное соединение. Недостатком является тот фактор, что в некоторых случаях повышенный температурный режим может вызвать перегрев ключевого элемента конструкции и вывести её из строя.

Легкоплавкие припои имеют температуру плавки в пределах 50−400 градусов. В эти припои входят такие компоненты, как:

Подобный тип флюсов применяется для спаивания радиотехнических предметов при их установке. Имеются и припои сверхлегкоплавкие, применяемые для соединения и пайки транзисторов. Максимальная температура плавки может быть 150 градусов.

Для спаивания тонких поверхностей необходимо применять мягкие флюсы, а для проводов большого диаметра — твёрдые, имеющие высокий температурный порог. Флюс должен обладать следующими характерными чертами:

  1. Различия температуры при плавке основного материала и припоя.
  2. Устойчивость к коррозии.
  3. Способность к растяжке.
  4. Прочность конструкции.
  5. Способность нормально проводить ток и тепло.

В качестве припоя могут быть применены такие материалы:

  1. Трубочки с колофонием.
  2. Проволочные катушки.
  3. Ленты.
  4. Прутья.
  5. Прочие флюсы.

Самой распространённой формой является прут из олова с диаметром сечения 1−5 метров.

Существуют и многоканальные типы флюсов, имеющие несколько источников поступления припоя для того, чтобы создать более прочное соединение. Продаваться они могут в колбах или мотках, содержаться в бобинах или иметь спиралевидную форму. Для использования одноразового рекомендовано брать небольшой кусок проволоки, размер которой не будет превышать спичку.

Для того чтобы спаять электросхемы, следует применять флюсы трубочные, которые содержат колофоний. Это смола, играющая роль припоя. Этим присадочным материалом можно без проблем соединить такие металлы, как латунь, серебро и медь.

Особенности легкоплавких флюсов

Мягкие паяльные флюсы могут плавиться до температуры 400 градусов. Благодаря им шов становится эластичным, мягким и прочным. Флюсы легкоплавкие можно разделить на следующие категории:

  1. Сверхлегкоплавкие.
  2. Специальные.
  3. Свинцово-оловянные.
  4. С минимальным количеством олова.

Самым оптимальным вариантом припоя можно считать олово, но из-за дороговизны материала он практически не применяется в чистом виде. В основном используют соединения свинца и олова. Из них получаются прочные соединения.

В маркировке пишется, какой процент олова содержится в припое. В незначительном количестве в состав этого припоя входит сурьма. Поэтому такой вид припоя можно применять для соединений, которые не будут подвергаться вибрации или нагрузкам.

Флюс с низким содержанием олова и без свинца применяется для спаивания контактов при температуре до 300 градусов на небольших электрических схемах.

При температурном режиме 60−145 градусов флюсы сверхлегкоплавкие могут переходить в жидкое состояние и использоваться для ручного спаивания деликатных изделий. Но при этом соединение не очень прочное.

Специальные припои необходимы в том случае, если нужно получить совместимость характеристик припоя и основного материала. Для этого применяются составы, не поддающиеся пайки. К таковым относят:

Для того чтобы спаять деталь из алюминия, необходимо сделать припой почти полностью состоящий из олова. А для того чтобы диффузия была лучшей, в него добавляют незначительное количество кадмия, буры и цинка.


Тугоплавкие флюсы

Твёрдые припои применяются для соединения тех швов, которые подвержены различным перепадам температурного режима, вибрациям, ударам и нагрузкам.

Плавиться они начинают при температуре более 400 градусов. Они имеют следующие разновидности:

  1. Чистая медь.
  2. Серебро.
  3. Фосфорно-медные сплавы.
  4. Медно-цинковые сплавы.

Нужно заметить тот факт, что не очень часто применяются сплавы меди с цинком. Связано это с тем, что стоимость их высокая, а качество шва не очень надёжное. Такой вид припоя можно заменить бронзово-цинковым сплавом или латунью.

Медно-фосфорный сплав можно применять для пайки элементов из латуни, бронзы или меди, которые нагрузкам подвержены не сильно. А ещё этим составом заменяют дорогостоящий серебряный припой.

Нельзя использовать твёрдые флюсы при пайке низкоуглеродистых сталей и чугуна, так как при нагревании железа с фосфором или медью образуются хрупкие элементы, вследствие чего шов разрушается.

Оптимальным, но очень дорогим вариантом для пайки железа является серебро. Но благодаря ему материалы соединяются очень прочно. Используется серебряный припой для спаивания сложных плат и проводов на основе серебра.

Классификация альтернативных видов припоя

Существуют и прочие альтернативные виды припоя:

  1. На основе канифоли со спиртом. Этот флюс относится к активным, но при повышенных температурах удаляется не только оксид, но ещё и металл. После пайки таким припоем необходимо хорошо почистить плату.
  2. Активированный самодельный флюс. Используется для спаивания соединений, которые часто подвергаются ударам и прочим нагрузкам. Для его приготовления необходимо смешать салициловую кислоту, диатиламин, ангидрид, анилин канифоль.
  3. Смешанный с канифолью бур. Применяется такая смесь для спаивания водопроводных медных труб. Эта смесь высокоактивна и в зачистке материалов не нуждается. Бура может плавиться при температуре 70 градусов. Вредных веществ при этом не выделяется.
  4. Соединение канифоли с воздухом. Такой флюс является нейтральным и применяется для высокоточностных электроприборов (схемы мобильных телефонов, выключатели, реле и прочие). Применять канифоль нужно на предварительно очищенных и залуженных металлах. А для качественной очистки алмазных контактов можно взять лазер.
  5. Флюсы жидкого типа на основе этилового спирта, салициловой кислоты, золота или вазелина используются для спаивания радиаторов или электрических проводов. При этом швы получаются чистыми и аккуратными.
  6. С повышенными антикоррозионными характеристиками на основе растворителя, фосфора и кислот. Дополнительные средства очистки после спаивания применять не нужно.

Остатки флюса оставлять нельзя. Кроме того, что они портят вид изделия, они ещё и вредные. Они могут вызвать короткое замыкание в электрических схемах, если вовремя не очистить поверхность.

Флюсы ещё классифицируют по такому принципу:

  1. Защитные. К ним относятся инертные вещества по отношению к металлу. Предназначаются они для защиты зачищенных элементов от образования окиси. К ним относят сахарную пудру, минеральные и оливковые масла, воск и вазелин.
  2. Антикоррозионные. Их задачей является освобождение поверхности, которую необходимо паять, от коррозии и дальнейшей защиты от образования окислов. Обязательным компонентом является ортофосфорная кислота.
  3. Активные (кислотные). Готовятся эти составы на основе кислоты соляной. Применяется она в чистом виде. Ею спаиваются железные изделия. Хлористый цинк является ещё одним составляющим флюса из соляной кислоты. Такой флюс известен многим под названием «паяльная кислота». Сферой его применения является паяние серебра, железных сплавов и меди. Так как кислотный флюс является реагентом с высокой химической активностью, он эффективнее на обрабатываемых поверхностях уничтожает разнообразные плёнки. Но с самим металлом он взаимодействует также энергично.

Чтобы спаять изделие трубочками с канифолью, необходимо произвести следующие действия:

  1. Соединяемые поверхности нужно тщательно очистить от грязи и окисления.
  2. В месте шва необходимо нагревать деталь до значения, которое будет превышать температуру плавки флюса.
  3. После этого производится процесс пайки.

Для больших поверхностей, у которых хорошая теплопроводность, такой метод практиковать не стоит, так как для нагревания металла в достаточном количестве будет мало мощности паяльника.

Изготовление своими руками

Для спаивания радиотехнических проводов используют припои в виде тонких прутков, которые имеют диаметр 2 миллиметра. Они легко делаются своими руками.

Для того чтобы их сделать нужно будет взять сосуд. На его дне сделать отверстие. А после этого нужно будет вылить в него расплавленный оловянно-свинцовый припой. При этом сосуд должен будет располагаться над металлической плитой или жестяным листом. После застывания прутья разрезаются на куски необходимой длины.

Можно разлить такую смесь в формы:

  1. Гипсовые.
  2. Дюралюминиевые ёмкости.
  3. Жестяные желобы.

Осуществляется это всё следующим образом:

  1. Нужно на весах взвесить необходимое количество олова и свинца.
  2. В металлической тигле над газовой горелкой расплавьте металл. Его стоит перемешивать с помощью стального стержня.
  3. С расплавленной поверхности необходимо снять плёнку, используя стальную пластину.
  4. Сплав стоит разлить по формам.

Вне зависимости от того, какой тип флюса вы применяете, готовую пайку протрите тряпочкой, предварительно смочив её в ректификате или ацетоне. Для очистки шва применяйте жёсткую щётку, окунув её перед этим в растворитель.

На сегодняшний день на рынке можно приобрести гелеобразные и жидкие флюсы, которые имеют следующие преимущества:

  1. После пайки не требуется очистка.
  2. Такой флюс не проводит ток.
  3. Отсутствуют компоненты, которые провоцируют возникновение коррозии и окисления.

Жидкий флюс наносится с помощью кисточки или ватной палочки. Можно самостоятельно сделать приспособление для его нанесения при помощи силиконового шланга и обыкновенного шприца. Именно шланг будет наполняться жидким флюсом.

Пайка является одним из лучших способов соединения металлов. С её помощью обеспечивается высокий уровень герметичности и прочности, а процесс, по сравнению со сваркой не занимает много времени и прост.

Но в процессе пайки выделяются вредные газы. Именно поэтому при работе не забывайте о таких средствах защиты, как фартук на основе плотной ткани, очки и перчатки. А ещё риск отравления будет минимальным, если использовать флюсы хороших производителей.

Припои и флюсы для пайки

Выпускают легкоплавкие припои в виде литых чушек, прутков, проволоки, лент фольги, порошков, трубок диаметром от 1 до 5 мм, заполненных канифолью, а также в виде паст, составленных из порошка припоя и жидкого флюса.

Флюсы.

Флюсы растворяют и удаляют оксиды и загрязнения с поверхности паяемого соединения. Кроме того, во время пайки они защищают от окисления поверхность нагреваемого металла и расплавленный припой. Всё это способствует увеличению растекаемости припоя, а следовательно, улучшению качества пайки.
Флюс выбирают в зависимости от свойств соединяемых пайкой металлов или сплавов и применяемого припоя, а также от способа пайки.
Остатки флюса, особенно активного, т продукты его разложения нужно удалять сразу после пайки, так как они загрязняют места соединений и являются очагами коррозии.
При монтаже электро и радиоаппаратуры наиболее широко применяются канифоль и флюсы, приготовленные на её основе с добавлением неактивных веществ — спирта, глицерина и даже скипидара. Канифоль негигроскопична, является хорошим диэлектриком, поэтому не удаленный остаток её не представляет опасности для паяного соединения. Данные о флюсах, наиболее часто применяемых в любительской практике, приведены в таблице2 и 3.

Таблица N2. Неактивные(безкислотные) флюсы.

Таблица N3. Активные (кислотные) флюсы.

Пайка алюминия припоями ПОС затруднительна, но всё же возможна, если оловянно-свинцовый припой содержит не менее 50% олова (ПОС 50, ПОС 61, ПОС 90).
В качестве флюса применяют минеральное масло. Лучшие результаты получаются при использовании щелочного масла (для очистки оружия после стрельбы). Удовлетворительное качество пайки обеспечивает минеральное масло для швейных машин и точных механизмов.
На место пайки наносят флюс и поверхность алюминия под слоем масла зачищают скребком или лезвием ножа, чтобы удалить имеющуюся всегда на поверхности алюминия оксидную плёнку. Паяют хорошо нагретым паяльником. Для пайки тонкого алюминия достаточна мощность паяльника 50 Вт, для алюминия толщиной 1 мм и более желательна мощность 90 Вт. При пайке алюминия толщиной более 2 мм место пайки нужно предварительно прогреть паяльником и только после этого наносить флюс.

Пайка алюминия припоями П200 и П250 . Коррозийная стойкость паяльных швов, выполненных этими припоями, несколько ниже, чем выполненных оловяно-свинцовыми припоями.
Флюс представляет собой смесь олеиновой кислоты йодида лития. Йодид лития (2-3г) помещают в пробирку или колбу и добавляют 20 мл (около 20г) олеиновой кислоты. В состав флюса может входить от 5 до 17% йодида лития. Смесь слегка прогревают, опустив пробирку в горячую воду, и перемешивают до полного растворения соли. Готовый флюс сливают в чистую стеклянную посуду и охлаждают. Если используется водная соль лития, то при её растворении на дно пробирки опускается слой водной смеси, а флюс всплывает и его осторожно сливают.
Перед пайкой жало хорошо прогретого паяльника (температура жала должна быть около 270 — 350 ?C) зачищают и лудят припоем, пользуясь чистой канифолью. Соединяемые поверхности деталей смачивают флюсом, лудят и паяют. После охлаждения остатки флюса удаляют тампоном из ткани, смоченным в спирте, ацетоне или бензине, и покрывают шов защитным лаком.
Флюс в процессе пайки не выделяет токсичных и обладающих резким запахом веществ. С ткани и кожи рук он легко смывается водой с мылом.

Пайка нихрома (нихром с нихромом, нихром с медью и её сплавами, нихром со сталью) может быть осуществлена припоем ПОС 61, ПОС 50 (хуже — ПОС 40) с применением флюса следующего состава в граммах:
Вазелин — 100, хлористый цинк в порошке — 7, глицерин — 5.
Флюс приготовляют в фарфоровой ступке, в которую кладут вазелин, а затем добавляют, хорошо перемешивая до получения однородной массы, последовательно хлористый цинк т глицерин.
Соединяемые поверхности тщательно зачищают шлифовальной шкуркой и протирают ваткой, смоченной в 10%-ном спиртовом растворе хлористой меди, наносят флюс, лудят и только после этого паяют.

Пайка сталей с гальваническим покрытием цинком или кадмием возможна оловяно-свинцовами припоями паяльником с применением флюса хлористого цинка. Пайка с канифольными флюсами не даёт качественного соединения.

Паяльная паста .
При пайке в домашних условиях припой обычно набирают и наносят паяльником. Контролировать количество расплавленного припоя, переносимое паяльником, крайне затруднительно: оно зависит от температуры плавления припоя, температуры и чистоты жала и от других факторов. Не исключено при этом попадание капель расплавленного припоя на проводники, корпуса элементов, изоляцию, что приводит иногда к нежелательным последствиям. Приходится работать крайне осторожно и аккуратно, и всё же бывает трудно добиться хорошего качества пайки.
Облегчить пайку и улучшить её можно с помощью паяльной пасты. Для приготовления пасты измельчают припой напильником с крупной насечкой (мелкая забивается припоем) и смешивают опилки со спирто-канифольным флюсом. Количество припоя в пасте подбирают опытным путём. Если паста получилась слишком густой, в неё добавляют спирт. Хранить пасту нужно в плотно закрывающейся посуде. На место пайки пасту наносят нужными дозами металлической лопаточкой.
Применение паяльной пасты, кроме того, позволяет избежать перегрева малогабаритных деталей и полупроводниковых приборов.

«Паяльная лента»
незаменима при сращивании проводников, трубок, стержней, когда нет возможности воспользоваться электрическим паяльником.
Чтобы изготовить «паяльную ленту», необходимо сначала приготовить пасту из опилок припоя, канифоли и вазелина. Пасту наносят тонким ровным слоем на миткалевую ленту.
Место пайки обматывают в один слой «паяльной лентой», смачивают бензином или керосином и поджигают. Предварительно соединяемые поверхности желательно залудить.

Лужение проводов в эмалевой изоляции.
При зачистке выводных концов обмоточного провода ЛЭШО, ПЭЛШО, ПЭЛ и ПЭВ при помощи наждачной бумаги или лезвия нередки надрезы и обрывы тонких жил провода. Зачистка путём обжига также не всегда даёт удовлетворительные результаты из-за возможного оплавления проводов малого сечения. Кроме того, в месте обжига провод теряет прочность и легко обрывается.
Для зачистки проводов малого сечения в эмалевой изоляции можно использовать полихлорвиниловую трубку. Отрезок трубки кладут на дощечку и, прижимая провод к трубке плоскостью жала хорошо разогретого паяльника, лёгким усилием 2 — 3 раза протягивают провод. При этом одновременно происходит разрушение эмалевого покрытия и лужение провода. Применение канифоли при этом необязательно. Вместо полихлорвиниловой трубки можно воспользоваться обрезками монтажного провода или кабеля в плихлорвиниловой изоляции.
Провод в эмалевой изоляции любого диаметра можно лудить с помощью аспирино-канифольной пасты. Аспирин и канифоль нужно растолочь в порошок и смешать (в массовом соотношении 2:1). Полученную смесь развести этиловым спиртом до пастообразного состояния. Конец провода погружают в пасту и жалом горячего паяльника с небольшим усилием проводят по проводу или перемещают провод под жалом. При этом эмаль разрушается и провод лудится. Для удаления остатков ацетилсалециловой кислоты (аспирина) провод ещё раз лудят, используя чистую канифоль.

Вместо припоя — клей.
Часто приходится припаивать провод к детали из металла, трудно поддающегося пайке: нержавеющей стали, хрома, никеля, сплавов алюминия и др.
Деталь в месте присоединения провода тщательно очищают от грязи и оксидов и обезжиривают. Луженый конец провода обмакивают в клей БФ-2 и жалом нагретого паяльника прижимают к месту соединения в течении 5 — 6 секунд. После остывания на место контакта наносят 1 — 2 капли эпоксидного клея и сушат до полного затвердевания.

Сварка вместо пайки.
Электросварка значительно сокращает время, затрачиваемое на монтажные работы, даёт соединения, выдерживающие высокотемпературный нагрев, не требует припоев, флюсов, предварительного лужения, позволяет соединять проводники из металлов и сплавов, трудно поддающихся пайке, например провода электронагревательных приборов.
Для сварки необходимо иметь источник постоянного или переменного тока напряжением 6 — 30 вольт, обеспечивающий ток не менее 1 ампер. Электродом для сварки служит графитовый стержень от использованных батарей КБС или других, заточенный под угол 30 — 40?. В качестве держателя электрода можно использовать щуп от ампервольтметра с наконечником «крокодил».
В местах будущей сварки предварительно зачищенные проводники скручивают жгутом и соединяют с одним из полюсов источника тока, разогревают место, подлежащее сварке. Расплавленный металл образует соединение каплевидной формы. По мере выгорания графита в процессе работы электрод следует затачивать. С приобретением навыков сварка получается чистой, без окалины.
Работать необходимо в светозащитных очках.

Как паять алюминий.
Покрываете место пайки тонким слоем канифоли и сразу же натираете таблеткой анальгина. Далее облуживаете поверхность припоем ПОС-50, прижимая к ней с небольшим усилием жало сильно нагретого паяльника. Ацетоном смываете остатки флюса. Снова осторожно прогреваете поверхность и смываете флюс. Теперь можете начать пайку обычным образом.

Чтобы жало паяльника не подгорало.
Чтобы защитить стержень от обгорания, его нужно обмазать тонким слоем смеси силикатного клея и сухой минеральной краски (окись железа, цинка и магния). Перед включением паяльника покрытие нужно хорошо просушить, иначе клей вспенится и покрытие будет осыпаться.

Как зачистить проводники печатной платы.
Кроме уже известных способов зачистки проводников печатной платы перед пайкой или лужением, хорошо себя зарекомендовал способ, описанный ниже. На ватный тампон наносят несколько капель технической соляной кислоты и протирают им поверхность фольги. Кислота хорошо удаляет слой окиси меди, практически не затрагивая металл. После этого плату надо промыть под проточной водой, сначала в горячей, а потом в холодной. Отверстия под выводы деталей лучше просверлить после этой обработки. При работе с кислотой необходимо соблюдать меры безопасности.

Качество паяного соединения не зависит от количества припоя и флюса, скорее наоборот: излишки припоя могут скрыть дефекты соединения, а обилие флюса приводит к загрязнению места пайки.
Хорошее паяное соединение характеризуется такими признаками: паяная поверхность должна быть светлой блестящей или светло-матовой, без тёмных пятен и посторонних включений, форма паяных соединений должна иметь вогнутые галтели припоя (без избытка припоя). Через припой должны проявляться контуры входящих в соединение выводов элементов и проводников.

«Паяльную кислоту» (хлористый цинк) получают путём растворения металлического цинка в концентрированной соляной кислоте из расчёта 412г/л. Кислоту осторожно вливают в посуду с кусочками цинка, причём уровень не должен превышать 3/4 глубины посуды. При окончательном растворении цинка прекращается выделение пузырьков водорода. Полученному раствору хлористого цинка дают отстояться до прозрачности и оккуратно сливают в пузырёк.

Вместо «паяльной кислоты» можно использовать флюс, приготовленный из равных по массе долей хлористого амония и глицерина. При этом место пайки не окисляется. Флюс пригоден и для пайки нержавеющей стали.

Вместо флюса при лужении стальных деталей (в том числе из нержавеющих сталей) перед пайкой можно воспользоваться отрезком полихлорвиниловой трубки. Место пайки зачищают и обезжиривают. Жалом хорошо прогретого паяльника с каплей припоя растирают на месте пайки отрезок этой трубки до получения равномерного слоя полуды. Затем ведут пайку как обычно.

Заржавевшие детали из чёрных металлов перед пайкой следует опустить на 10 — 12 ч в хлористый цинк, разведённый наполовину дистиллированной водой.

Ацетоно-канифольный флюс не уступает по качеству пайки спирто-канифольному. Он хорошо смачивает поверхность и легко затекает в зазор между паяемыми деталями. Поэтому при отсутствии спирта можно приготовить флюс и на ацетоне, взяв его в таком же соотношении, которое указано в таблице N3. Однако необходимо помнить, что ацетон токсичен и обладает резким неприятным запахом, поэтому работать с таким флюсом можно только при хорошей вентиляции помещения.

Хранить жидкий и полужидкий флюс (спирто-канифольный, «паяльную кислоту» и др) удобно в полиэтиленовой маслёнке, хоботок которой закрывается специальной пробкой. С помощью такой маслёнки можно легко и быстро наносить требуемое количество флюса на место пайки. При этом флюс расходуется экономно, уменьшается испарение его растворителя, пайка получается более чистой и аккуратной.

Припаять обойму шарикоподшипника к фланцу можно с помощью припоя ПОС-61 и флюса следующего состава: спирт этиловый — 5г, триэтаноломин — 2г. Перед пайкой детали следует обезжирить, после пайки — промыть узел в бензине и подшипник смазать.

Для сращивания проводов из сплавов с высоким сопротивлением (нихром, константан, манганин и др.) можно использовать простой способ, не требующий какого-либо специального инструмента.
Провода в месте соединения зачищают и скручивают. Затем пропускают иакой ток, чтобы место соединения накалилось докрасна. На это место пинцетом кладут кусочек ляписа, который при нагревании расплавляется, в результате чего образуется хороший электрический контакт.

Тонкие медные провода можно сваривать в пламени спиртовки или спички. Для этого их зачищают на 20 мм, складывают, аккуратно скручивают, и нагревают до тех пор, пока не образуется шарик расплавленного металла, дающий надёжный контакт.

Лудить алюминий легче, если его предварительно покрыть медью. Нужное место зачищают и аккуратно наносят на него две-три капли насыщенного раствора медного купороса. Далее к алюминевой детали подключают отрицательный полюс источника постоянного тока, а к положительному полюсу присоединяют кусок медного провода, конец которого опускают в каплю купороса, так чтобы провод не касался алюминия. Через некоторое время на поверхности детали осядет слой красной меди, который после промывки и сушки лудят обычным способом. В качестве источника тока можно использовать батарейку от карманного фонаря.

Виды припоя и флюса

В процессе радиоконструирования и ремонта электроники очень важен элемент аккуратной и качественной пайки изделий и радиодеталей. От этого фактора сильно зависит долговечность изделия и его время наработки на отказ. Решающим моментом качественной пайки является выбор подходящего припоя и флюса, способных оптимальным способом произвести соединение металлических и металлизированных частей с тем условием, чтобы на место пайки внешние факторы оказывали наименьшее влияние, как например: деформация, большие токи, токи высокой частоты, внешние окислители, температура и т.д. В то же время пайка элементов не должна быть излишне перегружена припоем, так как в данном случае могут быть образованы кольцевые трещины, элементы «холодной пайки» (когда визуально припой на месте, но контактирующая область металлов отсутствует), а так же замыкания соседних дорожек или контактов. Чрезмерное применение припоя может не только вывести аппаратуру из строя, но и усугубить процесс настройки и наладки изделия. В этой связи особое внимание необходимо уделить довольно важному аспекту в радиоэлектронике как выбор припоя и флюса, о чем пойдет ниже речь в этой статье.

Из определения известно, что процесс пайки представляет собой соединение двух металлизированных или металлических твердых поверхностей с помощью припоя, температура плавления которого значительно ниже величины разрушения (плавления) соединяемых изделий. Основной функцией припоя является хорошая диффузия с контактируемой металлической поверхностью или, выражаясь простым языком, расплавление припоя на металле (лужение). Кроме того, припой должен иметь оптимальную температурную вязкость, позволяющую ровным слоем распределиться ему по поверхности металлов. Данный фактор качественного лужения возможен только при отсутствии жировых отложений и окислов на спаиваемых поверхностях, удалением которых занимаются флюсы. Флюсы также могут служить катализаторами диффузии припоя для возможности его проникновения в верхний микронный слой металлов в предполагаемом месте пайки. За счет низкой вязкости и ее уменьшения в зависимости от повышения температуры плавление флюсов происходит при гораздо меньших температурных показателях, чем припой.

Припои и их разновидности

Припой состоит большей частью из олова с добавлением различных материалов. В структуру припоя могут входить следующие компоненты:

Олово (Sn) – представляет собой мягкий металл с температурой плавления + 231,9 С градусов. Олово растворяется в соляной и серной кислоте. Большая часть органических кислот на него не действуют. При воздействии комнатных температур олово не подвергается окислению, однако при ее снижении ниже +18 С и особенно ниже -50 С происходит разрушение кристаллической решетки металла, в результате чего олово приобретает серый оттенок.

Свинец (Pb) – очень популярный металл в изготовлении припоя за счет легкоплавкости. В чистом виде металл очень мягкий, легко обрабатываемый. У свинца окисляется только верхняя часть, контактируемая с воздухом. Металл легко растворяется в щелочи и кислотах, содержащих азот и органику.

Кадмий (Cd) – применяется для изготовления легкоплавких припоев в малых дозах совместно с оловом, висмутом или свинцом. В чистом виде – токсичен, температура его плавления + 321 С. Зачастую кадмий применяется в антикоррозийных целях.

Висмут (Bi) – один из самых легкоплавких металлов при использовании его в составе припоя с температурой плавления + 271 С. Висмут хорошо растворим в азотной кислоте, а так же в подогретом растворе серной кислоты.

Сурьма (Sb) – тугоплавкий металл с температурой плавления + 630,5 С. Не подвержен воздействию воздуха. Не окисляется. В припое дает эффект глянца. Металл токсичен.

Цинк (Zn) – хрупкий металл синевато-серого цвета с температурой плавления + 419 С. Быстро окисляется на воздухе. Используется в припоях аппаратуры, работающей во влажных условиях, за счет того, что покрывает под воздействием влаги пленкой окиси, защищающей места пайки. Цинк легко растворим в кислотах. Цинк вместе с медью применяется для твердых припоев, а так же кислотных флюсов.

Медь (Cu) – металл с самой высокой температурой плавления в изготовлении припоя + 1083 С. Не поддается воздействию воздуха, однако верхним слоем окисляется при попадании влаги. Медь применяется в тугоплавких припоях.

Припои разделяют на легкоплавкие и тугоплавкие.

Легкоплавкие припои нашли широкое применение при конструировании радиоаппаратуры и пайке радиоэлектронных компонентов, а так же при лужении дорожек радиомонтажных плат. Температура плавления легкоплавких припоев не выше + 450 С. В основу таких припоев обычно входит олово, свинец, кадмий, висмут или цинк. В радиоэлектронике большое применение получили припои с температурой плавления до + 145 С градусов. В процессе лужения обезжиренных и очищенных плат применяется сплав Розе или сплав Вуда. Температура плавления этих сплавов 70 – 95 градусов, поэтому они равномерно залуживают плату, опущенную в кипящую воду. В отечественной промышленности список легкоплавких материалов большей частью составляют припои оловянно-свинцовые или ПОС. В случае добавления в припой кадмия или висмута к окончанию добавляются буквы К или В. Цифра в окончании маркировки соответствует процентному содержанию олова в припое по отношению к свинцу (большей частью) и сурьме (в мелких количествах). Чем меньше цифра, тем припой более тугоплавкий но и более прочный. Буква Ф означает, что в состав припоя включен флюс. В последнее время из-за европейских экологических стандартов в фирменной аппаратуре применяется в основном бессвинцовый припой с относительно высокой для радиокомпонентов температурой плавления + 220 градусов. Ниже приведен список распространенных отечественных припоев:

ПОС-18 – состоит из олова (17 – 18%), сурьмы (2 – 2,5%) и свинца (79 – 81%). Применяется при низких требованиях прочности пайки, в основном для лужения металлов. Температура плавления +183 +270 градусов (начало плавления / растекаемость).

ПОС-30 – состоит из олова (29 – 30 %), сурьмы (1,5 – 2%), свинца (68 – 70%). Лужения и пайка меди, стали и их сплавов. Температура плавления +183 +250 градусов.

ПОС-50 – олово 49 – 50%, сурьма 0,8%, свинец 49 – 50%. Применяется для качественного спаивания различных металлов, в том числе и в радиоэлектронике. Плавление +183 +230 градуса.

ПОС-90 – олово 89 – 90%, сурьма 0,15%, свинец 10 – 11%. Высокопрочный припой с температурой плавки +18 + 222 градуса, применяемый в лужении деталей с последующим золочением и серебрением. Не применяется в установках с повышенной рабочей температурой.

Припои ПОС-40 и ПОС-60 в радиоэлектронике наиболее популярны. Для спаивания латуни или пластин для экранирования стоит применять ПОС-30. При поверхностном лужении дорожек на платах лучше всего использовать припои с содержанием кадмия или висмута ПОСК-50 или ПОСВ-33. Припои с флюсами и без их содержания для монтажа радиодеталей выпускаются в виде проволоки с толщиной 1 мм для пайки SMD элементов до 3 мм. для радиокомпонентов в обыкновенном корпусе. Для пайки металлов из стали или пайки крупных площадей, припои идут без флюса в трубках диаметром 5 мм. В импортной промышленности так же выпускают свинцово-оловянные шарики диаметром от 0,2 до 0,8 мм., предназначенные для пайки BGA чипов.

Тугоплавкие припои большей частью используются в промышленной пайке твердых металлов. Их температура плавления от + 450 до + 800 С. В состав таких припоев входят медь, серебро, никель или магний. Отличительной особенностью этих припоев является их прочность. Из-за высокой температуры плавления тугоплавкие припои в бытовых условиях для радиомонтажных работ не используются. Большей частью они используются для спаивания латуни, стали, меди, бронзы, чугуна и других металлов с высокой температурой плавления. Припои марки ПМЦ (припой медно-цинковый) применяется для спаивания латуни с содержанием меди (ПМЦ-42), бронзы и меди (ПМЦ-52). Данный припой выпускается в виде слитков определенных форм.

ПМЦ-42 – состоит из меди (40 – 45%), цинка (52 – 57%). Также в его состав входят сурьма, свинец, олово и железо. Его температура плавления + 830 градусов.

ПМЦ-53 – медь 49 – 53%, цинк 44 – 49%. Температура плавления +870 градусов.

В производстве припоев особое место занимают, пожалуй, самые дорогие тугоплавкие припои, основу которых составляет медь с добавлением серебра. Маркируются они как ПСР. Припои с серебром обладают высокой прочностью. Место пайки гибко и легко обрабатываемо. Температура таких припоев от +720 до +830 градусов. Высокотемпературные припои ПСР-10 и 12 используют для спаивания сплавов латуни и меди, ПСР-25 и 45 необходимы для работы с медью, бронзой и латунью. ПСР-70 – припой с максимальным содержанием серебра применяют в пайке высокочастотных элементов: волноводов, защитных контуров и т.д.

Существуют припои, применяемые для пайки алюминия на основе олова, цинка и кадмия. Главная проблема пайки алюминия заключается в его быстром окислении на воздухе, поэтому алюминий паяют в масле с использованием ультразвуковых паяльников.

Флюсы

От правильно выбранного флюса довольно сильно зависит качество пайки, ровность шва и его аккуратность. Флюс при нагреве должен образовывать тонкую растекающуюся пленку на поверхности припоя, которая усиливает сцепление припоя с металлом. Чем меньше температура плавления флюса, тем качество пайки лучше. Так же температура его плавления должна быть ниже температурных режимов плавки припоя. Промышленность сегодня изготовляет флюсы двух типов.

— Химически активные флюсы, в состав которых входит, как правило, кислотосодержащие реагенты (ортофосфорная и соляная кислоты, хлористый цинк, хлористый аммоний). Данные флюсы прекрасно справляются с жирными налетами и окислами, однако, недостаточная промывка места пайки со временем приводит к «выеданию» металла и его коррозии, где остался кислотосодержащий флюс. На практике кислотосодержащие флюсы стараются в быту использовать как можно реже, особенно в радиоэлектронике, поскольку они ведут к разрушению текстолита, к тому же, при попадании на кожу человека такие флюсы вызывают ожоги, а их пары при вдыхании человеком особо токсичны. К наиболее популярным активным флюсам относится паяльная кислота, ортофосфорная кислота, хлористый цинк, бура, нашатырь, представляющий собой хлористый аммоний.

— Химически пассивные флюсы помогают удалить жировые отложения, а так же в меньшей степени удаляют окислы. Примером может быть канифоль, стеарин, воск. Сами по себе это органические вещества, не вызывающие коррозии, которые служат не только важной сост авляющей при пайке радиокомпонентов, но и выполняют защитную функцию от окисления. Новомодной тенденцией стало использование флюсов ЛТИ, для пайки легкоплавкими припоями. С их помощью можно осуществлять пайку оцинкованных контактов, свинец, очищенное железо, нержавеющую сталь и т.д. В их состав входит спирт, канифоль, малая доза кислоты, триэтаноламин. Для подобной пайки применяют ЛТИ флюс совместно с паяльной пастой. Единственный их минус заключается том, что под действием температуры в месте спайки остаются темные пятна. Пары флюса вредны для человека. Исключение только составляет флюс ЛТИ-120, который не содержит нежелательных компонентов: солянокислотного анилина и метафенилениамина.

Наименования флюсов и их применение

Канифоль сосновая – самый простой, дешевый и доступный вид флюса с низким током утечки. Относится к классу химически пассивных флюсов. На рынке она доступна в свободной продаже из-за популярности. Применяется практически широком спектре радиомотажных работ. Умеренно растворяется в спирте с добавлением глицерина, благодаря чему стали популярны среди радиолюбителей спирто-канифольные флюсы.

Ортофосфорная и паяльная кислота – опасные химически активные флюсы. Применяется при паке сильно окисленных металлов, низколегированных сталей, никеля, а так же их сплавов. После пайки обязательным условием является очистка места спаивания 5% раствором соды, чтобы погасить кислотную активность и выедание металла. Паяльная кислота особо эффективна при температуре 270 – 330 градусов.

Паяльная кислота ПЭТ – оптимальная температура процесса пайки с ее применением 150 – 320 градусов. Применяется при спаивании углеродистых сталей, латуни, меди, никеля.

Паяльный жир – существует в двух видах: активный и нейтральный. Применяется для окисленных деталей, состоящих из черного или цветного металла. Активный паяльный жир в радиоконструировании не применяется. Нейтральный паяльный жир не содержит активных компонентов, поэтомуможет использоваться для пайки радиодеталей.

Каждый электрик должен знать:  Как заменить наружную розетку на внутреннюю

БУРА – необходима при высокотемпературной пайке высокоулеродитсых металлов: чугуна, меди, стали и т.д.

ТАГС – флюс на глицериновой основе для радиомонтажа. Из-за остаточного сопротивления нуждается в отмывке спиртом.

Флюсы ЗИЛ – хорошо подходят спаивания стали, латуни, меди легкоплавкими припоями на основе висмута.

Ф-38Н ПЭТ – сильно химически активный флюс. Применяется для пайки быстро окисляемых на воздухе металлов при температуре выше 300 градусов. Им паяют нихром, манганин, бронзу. Обязательное применение при его использовании средств индивидуальной защиты. Промывка щелочью так же обязательна

Активные флюсы ФИМ — пайка окисленного серебра, платины. Требует отмывки водном раствором с содержанием соды. В составе флюса фосфорная кислота.

ФКДТ и ФКТ ПЭТ – популярный неактивный флюс широкого применения для лужения проводов и медных контактов в РЭА.

ФТС – бесканифольный пассивный флюс без дыма. Предназначен для пайки радиодеталей.

Паяльная паста «Тиноль» — специальный химический флюс для пайки SMD радиодеталей термофеном паяльной станции.

Флюс-гель ТТ – флюс с индикатором химической активности красноватого оттенка для широкого спектра пайки. При воздействии температурой обесцвечивается, указывая на отсутствие активных компонентов. Не требует отмывки.

СТ-61 – паяльная паста пассивная. А – температура плавления +200 градусов, В – для компьютерных и мобильных радио запчастей, С – канифоль.

Импортные флюсы

IF 8001 Interflux – один из лучших флюсов для бессвинцовой пайки SMD компонентов, в том числе и работы с BGA чипами. Довольно дорогой. Не требует смывания.

IF 8300 BGA Interflux (30cc) – для пайки корпусов BGA. Представляет собой гель. Без вредного галогена.

IF 9007 Interflux BGA – паяльная безотмывочная паста для пайки свинцовым припоем. После работы оставляет едва заметный слой флюса с высоким удельным сопротивлением.

FMKANC32-005 – крем слабоактивированный безотмывочный. Показывает хорошие результаты при пайке BGA чипов и работе с инфракрасными паяльными станциями.

Классификация импортных флюсов

Нередко в маркировке импортных флюсов можно встретить маркировочные символы. Рассмотрим ниже их обозначение.

«R» — канифоль, которая идет либо в чистом виде, либо в виде раствора (спирто-канифоль). Химически пассивный флюс, поэтому перед применением требует ручной зачистки поверхности спаиваемых компонентов от окислов. После окончания работ требует отмывки спиртом или ацетоном.

«RMA» — флюс на основе канифоли с небольшим добавлением активаторов (органических кислот и их соединениями). При термической обработке кислотосодержащие активаторы испаряются. Для их применения необходима вытяжка. Оптимальная пайка достигается с использованием горячего воздуха.

«RA» — активированная канифоль. По заверению производителей из-за низкой активности кислот не оказывает коррозийных процессов на место пайки, поэтому не требует отмывки. Мы бы все таки рекомендовали после работы с ним использовать слабый раствор щелочи или спирт для отмывки, если речь не идет о BGA пайке!

«SRA» — кислотные флюсы активного действия для пайки нержавеющей стали, никеля. В электронике практически не используются из-за разрушающего действия кислот. После пайки таким флюсом изделие нуждается в тщательной отмывке спиртом или ацетоном.

Так же нередко к импортным флюсам к названию добавляют надпись «no clean», которая означает, что данный флюс не требует смывки. Такие флюсы нередко применяют при пайке радиокомпонентов, где очистка после пайки деталей затруднена физически. Например, при пайке BGA микросхем.

Припои и флюсы два в одном

Припои и флюсы

Чтобы паять, недостаточно только паяльника. Здесь я расскажу, чем ещё необходимо затариться, прежде чем начинать работу.

Припой
Припой – это легкоплавкий сплав металлов. Иными словами, металл, который плавится при сравнительно низкой температуре – обычно 200…300 градусов.

Припой служит своеобразным электропроводящим клеем, с помощью которого металлические детали скрепляются между собой.

В отличие от сварки, где скрепление происходит за счёт взаимодействия расплавленных масс самих деталей, при пайке детали не повреждаются: плавится только припой. Это требует меньшей температуры, меньшего времени, жрёт меньше энергии и более безопасно.

Припои бывают разные. При монтаже электронных схем применяются мягкие оловянно-свинцовые припои. Самый ходовой из них – ПОС-61. Первые три буквы названия переводятся как Припой Оловянно-Свинцовый. Далее идёт число, обозначающее процентное содержание олова в припое. В ПОС-61 соответственно, 61% олова, остальные 39% – свинец. Его температура плавления – 180 градусов.

Ниже приведены температуры плавления различных ПОС:

ПОС30 – 240ПОС40 – 210ПОС61 – 180

Помимо родного отечественного, нынче на базаре (т.е., рынке) много буржуйского припоя. Не стоит его бояться, он тоже хороший. Только надо проконсультироваться у продавца, какой более подходит для ваших целей.

Припой обычно продаётся в виде проволоки. Толщина проволоки может быть различной, но я рекомендую тонкую: удобнее дозировать количество. Впрочем, это не принципиально. Если Вы хорошо умеете паять, то у Вас не будут возникать проблемы по таким мелочам.

Впрочем, не всегда то что выглядит проволочкой на самом деле ею же и является. Очень часто внутри такой проволочки есть полость. В этой полости содержится какой-нибудь флюс, например, канифоль. Это нужно для замедления окисления припоя в процессе пайки, но это совершенно не значит, что отдельно флюс уже не нужен.

Ну, уж раз мы заговорили про флюсы, продолжим о них.

Флюс
Второй материал, который нужен для пайки – это флюс. Заметим, что он не имеет никакого отношения к зубам в-общем и к больным зубам в частности. Просто он так называется.

Флюс – это вещество, помогающее снять слой окисла с поверхности металла. С другой стороны, флюс предохраняет металл от окисления в процессе пайки и способствует равномерному растеканию припоя по поверхности металла. Во-общем, без флюса – никуда.

Флюсы, как и припои, весьма разнообразны. Нам удобнее разделить всё разнообразие флюсов на две большие группы: кислотные и бескислотные. Из этих двух групп мы выберем бескислотные.

Самый распространённый бескислотный флюс – это всеми любимая канифоль. На севере нашей Ленобласти, в царстве чахоточных сосен, канифоль можно добывать своими руками. Ведь канифоль – ни что иное, как переработанная (очищенная) сосновая сера.
Не припомню, чтобы канифоль как-то классифицировалась по видам.

Правда различается по сортам (по степени очистки). Чем чище канифоль, тем она меньше пахнет при паянии, и тем медленнее загрязняется жало паяльника. Впрочем, запах у канифоли довольно приятный, а жало будет всё равно загрязняться, медленно-ли быстро-ли, хоть ты тресни.

Поэтому чистота канифоли – не тот параметр, за которым стоит гоняться.

Канифоль довольно дешева, поэтому, возьмите побольше. Поверьте, она очень быстро кончается (если грамотно паять).

Как её применять? Канифоль можно употреблять как в сухом, так и в разведённом виде. “Разводят” канифоль обычно в спирте, в пропорции канифоль:спирт = 1:3 (обьёмных частей).

Если идея разводить что либо в СПИРТЕ кажется вам кощунственной, можно развести в ацетоне. Правда, он сильно пахнет, и у некоторых от него болит башка.

Кроме того, не удивляйтесь, если после некоторого времени использования Вами ацетона, по стене начнут бегать маленькие зелёные человечки. Не пытайтесь их ловить: они чрезвычайно шустрые.

Обычно, жидкие флюсы, как например, спирто-канифольный, используют для покрытия больших поверхностей (например, печатной платы). Для тривиальной пайки элементов, используют, всё же, твёрдую канифоль.

Чтобы меня не обвиняли в предвзятости, черкну пару строк о прочих флюсах. Ну, во-первых, стоит всё же вернуться к отвергнутым кислотным флюсам. Почему мы их недолюбливаем? А потому что после пайки их надо тщательно смывать с деталей: иначе остатки кислот будут медленно и верно грызть конструкцию, и в один прекрасный день, всё развалится.

Кроме того, если Вам на пальчик попадает капля горячей канифоли, вы громко нецензурно ругаетесь, и получаете тепловой ожог, который проходит за пару дней. Если же на пальчик капнуть горячей кислотой, то вдобавок, получится нехилый химический ожог, который будет заживать долго и болезненно.

И всё же, кислотный флюс может быть очень и очень полезным, например, при пайке железа (сталь, чугун и пр.). С помощью канифоли железо паять очень сложно, а кислотой – запросто. Лично я для подобных целей использую… аспирин. Аспирин – енто ацетилсалициловая КИСЛОТА.

Берём таблетку аспирина – и вперёд: теперь железные поверхности Вам не страшны. Только старайтесь как можно меньше вдыхать пары ацетилсалициловой кислоты – это очень неприятно и чрезвычайно вредно.

Существуют также различные специализированные флюсы, например флюс для пайки алюминия. Покупаешь такой флюс – и можно спокойно паять алюминий, нержавейку и прочие металлы, которые канифолью не возьмёшь.

Это, пожалуй, всё о флюсах. Теперь нам нужно подготовить к работе паяльник.

Припои и флюсы

Страница 1 из 2

В предыдущем материале мы рассмотрели электрические паяльники и газовые горелки, применяемые в пайке, в это материале рассмотрим самую главную часть всех паяльных процессов – припои и флюсы.

Важно. Для всех работ с пищевым оборудованием нужно использовать ТОЛЬКО БЕССВИНЦОВЫЙ припой

Работы проводить в хорошо проветриваемых помещениях, так как пары флюсов здоровья не добавят!

Кому не до конца понятно, почему именно бессвинцовый, может просветиться в Википедии.

Припой является как бы звеном, соединяющем детали при пайке. Своего рода – “металлический клей”. В процессе пайки он должен хорошо смочить соединяемые металлы и затвердев, довольно прочно их скрепить. Припой в расплавленном состоянии должен именно смачивать металл, как бы растекаясь по нему.

Достать бессвинцовый припой довольно сложно Я заказывал через интернет. Катушка с 1 кг припоя обошлась в 40 $, меньших объёмов не нашёл.

Как видно, поверхность такого припоя блестящая и не темнеет со временем

Состоит данный припой из 3% меди и 97% олова. Пайка, выполненная этим припоем не темнеет уже более года, как и сам припой в катушке.

Однако, по сравнению с обычными оловянно – свинцовыми припоями у бессвинцовых припоев несколько худшая смачиваемость металлов, что несколько усложняет лужение деталей.

Но, ничего не поделаешь, ведь лучше приложить немного больше усилий и не рисковать здоровьем.

Ниже куски обычного оловянно – свинцового припоя ПОС ХХ. Из за содержащегося свинца припой покрывается его оксидом и приобретает серый цвет. То есть, если припой тёмный – он, скорее всего, содержит свинец в своём составе.

Но поверхность металлов почти всегда покрыта оксидной плёнкой, следами жиров и прочим мотлохом. В таком состоянии металл не смачивается припоем и пайка не получается.

Это как чистый лист бумаги и такой же лист, но смазанный жиром/маслом.

Чистый лист вода смочит и растечётся по нему, а на листе промасленной бумаги будет собираться капельками, которые могут свободно перекатываться по поверхности

Если металл слишком загрязнён, то перед пайкой его следует очистить механически. Для удаления же оксидной плёнки применяют различные флюсы.

Флюсы разделяют по активности, а также требуют ли они смывки, или нет.

Одним из наиболее “лёгких”, или, слабоактивных флюсов является канифоль. В состав канифоли входят относительно слабые смоляные кислоты.

Канифоль не подходит для пайки сталей, но неплохо справляется с пайкой зачищенной меди/латуни, и вроде как не требует смывки. Но, смывки она не требует по причине отсутствия коррозионной активности.

Однако, не смотря на отсутствие взаимодействия с металлами канифоль – штука спирторастворимая. И, если вам не нужен в дистилляте шикарный вкус канифольных смол, то её после пайки следует смыть.

Но в воде книфоль не растворяется, и удалить её из витиеватых внутренностей паяного самогонного аппарата будет довольно сложно.

Поэтому, лично я стараюсь применять канифоль только для окончательного удаления окислов с поверхности припоя.

Одними из наиболее активных флюсов являются ортофосфорная кислота и хлорид цинка (“паяльная кислота”).

При пайке радиоэлектронных компонентов этих флюсов стараются избегать, так как их химическая активность не только замечательно справляется со снятием окислов, но и сам металл со временем разрушает.

Поэтому, активные флюсы после пайки требуют смытия своих остатков. В радиоэлектронике флюс, попавший под изоляцию провода смыть почти невозможно, и в этом месте будет развиваться коррозия.

Это я к тому, что в среди многих “паяльщиков” пайка с этими флюсами считается моветоном.

Но, эти флюсы отлично растворяются в воде, а значит при применении в мирной сфере дистилляции с ними проблем не возникнет.

Чем паять? Материалы для пайки

Иногда нас спрашивают: “Чем лучше паять? Какие материалы выбрать?” Сегодня мы попробуем кратко ответить на эти вопросы.

Существует много видов припоя от разных производителей. Но в подавляющем большинстве случаев подойдет обычный оловянно-свинцовый припой (ПОС). Лучше взять ПОС-60 (или около того, например ПОС-61). Цифра 60 означает процентное содержание олова в припое. Другими словами припой состоит из 60% олова и 40% свинца. ПОС-60 выбираем из-за низкой температуры плавления (191°С).

Рекомендую обратить внимание на припои в катушках, желательно с флюсом. С ними обычно удобнее работать.

Диаметр проволоки может быть разным (обычно от 0,5 до 3 мм). На мой взгляд, самый удобный припой – проволока диаметром 1 мм. С таким припоем хорошо паять как маленькие (SMD компоненты), так и большие объекты (клеммники или разъемы).

Если есть возможность, то лучше взять импортный припой. При всем уважении к отечественным производителям, найти хороший припой с флюсом у меня не получилось. К сожалению, в российском припое часто используют плохой флюс. При пайки он оставляет следы гари на поверхности.

Даже если Вы уже выбрали припой с флюсом, лучше дополнительно обзавестись еще парой бутыльков.

Вообще существует большое количество флюсов. Они предназначены для пайки к различным материалам, например к алюминию, латуни, стали и пр. Но обычно достаточно всего пары флюсов.

Флюс СКФ – обычный спирто-канифольный флюс. Пригодится для пайки крупных контактов, лужения проводов или при перепаивании компонентов. Он безопасен для элементов и платы. Поэтому его можно не смывать.

ЛТИ 120 – выручит в «запущенных» случаях. Поможет припаять окислившиеся контакты и провода. Обратите внимание, что есть два вида флюса ЛТИ: ЛТИ 120 (на спирту) и ЛТИ 120 Lux (на воде). Не смотря на распространенность мнения, что версия Lux должна быть лучше, паять удобнее обычным ЛТИ 120.

Важно знать, что многие специальные флюсы и кислоты – это очень активные вещества. Некоторые из них могут со временем даже разъедать и повреждать печатную плату. А часть флюсов и вовсе токопроводящие. Поэтому даже правильно запаянная плата, залитая флюсом может не работать. Поэтому если в свойствах флюса или паяльной кислоты не уверены, то лучше смывать их остатки после запайки платы.

В обычных условиях для пайки достаточно:

  • Припой ПОС-60 в виде проволоки диаметром 0,5-1 мм, лучше импортный.
  • Флюсы СКФ и ЛТИ (не ЛТИ Lux)

Припои и флюсы для монтажа и пайки

Припой — это сплав металлов, предназначенный для соединения деталей и узлов пайкой. Он должен обладать хорошей текучестью в расплавленном состоянии, хорошо смачивать поверхности соединяемых материалов, а в твердом состоянии иметь требуемую механическую прочность, стойкость к воздействию внешней среды, требуемый коэффициент теплового расширения и др.

Припой выбирают в зависимости от вида соединяемых металлов или сплавов, размера деталей, требуемой механической прочности и устойчивости к коррозии. Для пайки толстых проводов используют припои с температурой плавления более высокой, чем для пайки тонких проводов. В некоторых случаях необходимо учитывать и электропроводность припоя.

Припои разделяют на мягкие с температурой плавления ниже 400 °С и твердые с температурой плавления более 500 °С. Твердые припои отличаются более высокой прочностью при растяжении. К ним относятся главным образом медно-цинковые (ПМЦ) и серебряные (ПСр) припои. Основные характеристики припоев и область их применения приведены в таблице ниже.

В радиотехнической промышленности и радиолюбительской практике наиболее широко используются оловянно-свинцовые припои.

Их разделяют на бессурьмянистые, содержащие не более 0,05 % сурьмы, малосурьмянистые, содержащие 0,05…0,5 % сурьмы, и сурьмянистые, содержащие 0,5…6 % сурьмы (ГОСТ 21930-76).

Малосурьмянистые припои рекомендуются для пайки цинковых и оцинкованных деталей, сурьмянистые — в основном для пайки стальных деталей.

В настоящее время в основном “покупают”. Были времена когда часто “доставали”. Сегодня трудность заключается с выбором из многообразия флюсов и всевозможных припоев представленных на ветринах специализированных магазинов. В прошлом, не редко, было проще “достать” необходимые компоненты и приготовить припой самостоятельно.

Один из рецептов рассмотрим ниже…

Для самостоятельного изготовления припоя тщательно высушенные компоненты состава отвешивают на технических весах, расплавляют смесь в металлическом тигле над газовой горелкой и, перемешав расплав стержнем из мягкой древесины или 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.

Основные характеристики и область применения припоев

Марка Состав, % Температур плавления, °С Прочность при растяжении, кг/мм Применение
ПОС-90 Олово – 80…91, свинец – остальное 220 4,9 Для пайки пищевой посуды и медицинских инструментов
ПОС-61 Олово – 60… 62, свинец – остальное 190 4,3 Для лужения и пайки в аппаратуре, где недопустим перегрев
ПОС-40 Олово – 39…41, свинец – остальное 238 3,8 Для пайки в электроаппаратуре и деталей из оцинкованной стали
ПОС-ЗО Олово – 29…31, свинец – остальное 256 3,3 Для лужения и пайки деталей из меди и ее сплавов и стали
ПОС-10

Pereosnastka.ru

Флюсы и их роль. Процесс взаимодействия твердого паяемого металла с расплавленным припоем может протекать активно только после удаления с их поверхности окисной пленки, которая препятствует образованию между ними металлической связи. Наиболее часто окисную пленку удаляют с помощью флюсов.

Одновременно со способностью удалять окисную пленку и защищать металл и припой от окисления необходимо, чтобы флюс удовлетворял следующим требованиям: при температуре пайки имел достаточную жидкотекучесть, способствовал формированию шва, не изменял свой состав, в течение всего процесса сохранял флюсовые свойства, легко удалялся после пайки.

Остатки флюса не должны оказывать коррозийного воздействия на паяемый металл.

Нанесенный на соединяемые поверхности паяемых металлов и припой флюс при нагревании плавится, растекается, смачивает их и при некоторой температуре, называемой минимальной температурой действия флюса, вступает в химические взаимодействия, в результате чего удаляется окисная пленка.

Флюсы соединяются с окислами и в виде шлака всплывают на поверхность припоя. Такое действие флюса обеспечивает непрерывное смачивание и расте-каемость припоя по месту спая и создает условия, необходимые для получения доброкачественного соединения.

При паянии мягкими припоями в качестве флюсов применяют хлористый цинк, нашатырь, канифоль, пасты и др. Эти флюсы по характеру действия можно разделить на три группы.

1. Кислотные флюсы (хлористый цинк, паста 15-85 и др.), имеющие в своем составе свободную соляную кислоту, которая растворяет окисную пленку. Недостатком этих флюсов является интенсивная коррозия паяного шва, поэтому после паяния необходимо нейтрализовать и тщательно промывать места пайки в проточной воде.

Хлористый цинк, называемый также травленой кислотой, применяют при паянии черных и цветных метал- , лов (кроме цинковых и оцинкованных деталей, алюминия и его сплавов). Получают хлористый цинк растворением одной части мелкораздробленного цинка в пяти частях соляной кислоты.

При монтаже электрорадиоаппаратуры применение кислотных флюсов категорически запрещается.

2. Активизированные флюсы представляют собой составы, в которые входят кроме канифоли акти-визаторы, повышающие активность канифольных флюсов. В качестве активизаторов в канифоль вводят в небольших количествах гидразин, анилин, салициловую кислоту и некоторые другие.

К ним относятся флюс: ЛТИ-120, ЛК-2, КС и др. Флюс ЛТИ-120 содержит 24% канифоли, 70°/о этилового спирта, 4% солянокислого диэтиламина и 2% триэтаноламина. Он применяется при пайке низкоуглеродистой стали, меди и медных сплавов.

С помощью флюсов ЛК-2 и КС удается выполнять пайку меди и ее сплавов, оцинкованного железа, мягкой стали, никеля и серебра.

3. Бескислотные флюсы, к которым относятся различные органические вещества: канифоль, парафин, глицерин, жиры и масла. Канифоль, например, хорошо очищает от окислов латунь, медь, свинец и свинцовые сплавы и поэтому имеет широкое применение.

Канифоль — вещество, получаемое при сухой перегонке смолы. Она обладает тем преимуществом, что не вызывает коррозии паяного шва. Поэтому канифоль рекомендуется для паяния электро- и радиоаппаратуры.

Для пайки монтажных соединений из меди в электро-и радиоаппаратуре используют следующие флюсы: канифоль (100% по весу) и флюс КЭ (25% канифоли и 75% этилового спирта); температура плавления этих флюсов 150—300 °С.

Канифольные флюсы применяются в виде порошка, раствора в спирте, паст, таблеток, а также изготовляются вместе с припоем.

Нашатырь используется в виде кусков или порошка. При нагревании нашатырь разлагается с выделением вредного для здоровья белого газа, поэтому при паянии рекомендуется пользоваться не чистым нашатырем, а его раствором в воде.

При паянии твердыми припоями в качестве флюсов используют буру, борную кислоту и некоторые другие вещества.

Бура (плавленая) применяется в виде порошка или пасты, замешанной на спирте. С помощью буры производят- паяние меди, бронзы, стали, а также напаивают пластинки твердых сплавов к державкам резцов и др.

Борная кислота используется в виде белых, жирных на ощупь, чешуек. Флюсующие свойства борной кислоты выше, чем у буры. Она лучше очищает, имеет меньшую текучесть и после охлаждения легче удаляется» чем бура.

При паянии нержавеющих и жаропрочных сталей применяют смесь, составленную из 50% буры плавленой и 50% борной кислоты, разведенных в растворе хлористого цинка до густоты пасты. При паянии серого чугуна к буре добавляют хлористый кал’ий, перекись маргайца или окись железа.

Припои представляют собой металлы или сплавы, обладающие способностью сплавляться с материалом соединяемых деталей, создавая неразъемное соединение.

Чтобы обеспечить высококачественное паяние, припои должны обладать следующими физико-химическими механическими и технологическими свойствами: 1) более низкой температурой плавления, чем спаиваемые металлы; 2) повышенной жидкотекучестью и высокой смачивающей способностью, что обеспечивает затекание их в тончайшие зазоры; 3) хорошей диффузионной способностью в паре с соединяемыми металлами, что обеспечивает высокую прочность и плотность соединения;

4) малой окисляемостью, коррозийной устойчивостью- и необходимой электропроводностью (если они используются при паянии проводников) и др.

В технике известно много металлов и сплавов, применяемых в качестве мягких и твердых припоев. К основным из них могут быть отнесены оловянно-свинцовые припои, медь, медно-цинковые, серебряные и медно-фос-фористые припои.

Мягкие припои состоят из сплавов, которые в своей основе содержат олово и свинец и отличаются низкой температурой плавления — в пределах от 180 до 300° С.

Различное соотношение олова и свинца определяет свойства припоев.

В целях получения некоторых специальных свойств к оловянно-свинцовым припоям добавляют сурьму, висмут. кадмий, серебро. Сурьма, так же как и серебро, повышает температуру плавления оловянно-свинцовых припоев; висмут и кадмий, наоборот, снижают ее. Сурьма увеличивает твердость и прочность припоев и снижает при этом их вязкие свойства.

Используемые в практике марки припоев рекомендуется применять для пайки в следующих случаях:

ПОС-90 — для пайки внутренних швов пищевой посуды и для предметов, к которым предъявляются особые гигиенические требования, а также деталей, подвергаемых гальванопокрытиям (серебрение, золо- Читайте также: Переделка инвертора в сварочный полуавтомат

В качестве твердых припоев наиболее часто применяет медно-цинковые и серебряные сплавы.

Медно-цинковые припои обозначают буквами ПМЦ и цифрой, показывающей содержание в припое меди: например, марка ПМЦ-36 обозначает медно-цинковый припой, в состав которого входит 36% меди, а остальные 64% — цинк.

Серебряные припои обозначаются буквами ПСр и цифрой, показывающей содержание в припое серёбра: например, марка ПСр-70 обозначает серебряный припой, в состав которого входит 70% серебра, остальное — медь и цинк,

Эти марки припоев применяются в следующих случаях:
ПМЦ-36 — для паяния латуни, содержащей до 68% меди;
ПМЦ-48 — для паяния медных сплавов, содержащих меди свыше 68%;
ПМЦ-54— для паяния меди, латуни, бронзы и стали; ПСр-10 и ПСр-25-—для паяния латунных и бронзо-рых деталей, требующих чистоты места спая (патрубки, штуцера, арматура); ПСр-45 — для паяния тонкостенных деталей и ниппелей; ПСр-65 — для паяния деталей приборов;

ПСр-70 — для паяния проводов и других деталей в тех случаях, когда место спая не должно уменьшать электропроводность.

Припой для паяния чугуна из 50% закиси меди и 50% буры применяется в виде пасты, приготовленной на воде. Пасту наносят на шов спаиваемых частей, и деталь нагревают в горне до плавления меди, выделяющейся из закиси при высокой температуре.

Кроме описанных используют припои специального назначения: для паяния нержавеющих сталей; для паяния пластинок твердого сплава и пластинок из быстрорежущей стали; для паяния алюминия и его сплавов и др.

Паяние нержавеющих сталей, легированных специальными элементами, представляет известные трудности, так как вследствие химического взаимодействия кислорода с легирующими элементами при нагреве в печах происходит окисление поверхности стали. Для удаления окислов, а также для предупреждения дальнейшего их образования применяют различные флюсующие материалы. Возможно паяние и без флюсов — в вакууме или в восстановительной атмосфере сухого водорода.

Для паяния нержавеющих сталей используют припой ПСр-44 или ПЖЛ.

Припои, применяемые для напайки пластинок твердого сплава, состоят из сплавов на медной основе. Они выбираются в зависимости от условий работы режущего инструмента.

Припой Ml применяется для паяния в печах легко нагруженного инструмента из твердых сплавов вольфра-мо-кобальтовой группы.

Припой Л62 используется при паянии индукционным и контактным методом для легко нагруженного инструмента.


Припоем ЛН-58-5 паяют тяжело нагруженный инструмент из твердых сплавов ти-тано-кобальтовой группы, а припоем ЛМц-58-5 — легко нагруженный инструмент из тех же сплавов.

Наиболее универсальным припоем, применяемым во всех случаях, является ЛНМц-56-5-5. Им паяют инструмент из сплавов титано-кобальтовой группы, работающий в условиях сильного нагрева места спая.

Паяние алюминия и его сплавов весьма затруднительно вследствие того, что на воздухе, особенно при нагреве, они мгновенно окисляются и образуют на поверхности прочную тугоплавкую пленку окислов.

Поэтому для паяния алюминия и его сплавов наиболее широко используют припои на алюминиевой основе В-62 и 34А, так как они имеют сравнительно низкую температуру плавления (500—525 °С) и поэтому ими можно паять большинство алюминиевых сплавов без опасности пережога и плавления паяемых деталей.

Перед пайкой поверхность алюминиевых деталей очищается путем травления в щелочах, затем осветляется в азотной кислоте с последующей промывкой в воде. После очистки детали собирают под пайку с зазором 0,1—0,3 мм и паяют.

После предварительного нагрева соединяемых деталей на 400—500 °С в паяное соединение вносят флюс, например марки Ф380А (34А), состоящий из 47% хлористого калия, 38% хлористого лития, 5% фтористого натрия, 10% хлористого цинка. Флюс плавится раньше припоя и, растекаясь на поверхности, удаляет окисную пленку еще до начала плавления припоя. Благодаря этому расплавленный припой быстро затекает в зазоры и обеспечивает прочное соединение деталей.

Реклама:

Как правильно выбрать флюс. Обзор флюсов для пайки. – Все запчасти

Сегодня на прилавках радиорынков и магазинов для электроники можно встретить огромное количество различных по назначению и цене флюсов для пайки.

Производители флюсов предлагают продукцию действительно высокого качества, но найти ее на рынке довольно трудно. Количество и варианты подделок просто поражают своим разнообразием. Даже если вам повезло, и вы нашли оригинальный продукт, то его стоимость будет существенно отличаться от стоимости подделки.

Большинство потенциальных покупателей после сравнения цен решают сэкономить и поискать более дешёвый флюс. Мастера же подбирают под свои требования оптимальный набор паяльной химии, устраивающей их по техническим параметрам и цене.

Но для этого им приходится перебирать неизвестные флюсы и путем опытов подбирать наиболее подходящий вариант для той или иной работы.

Практически на каждом углу продаются сотни наименований дешевых флюсов с высокими показателями заявленных параметров на этикетке. Но внутри упаковки вас может ожидать совсем неприятный сюрприз.
А сейчас давайте разберемся, как разводят флюсы и как это влияет на их технические характеристики.

Канифоль вместо флюса

Представьте ситуацию: вы купили суперфлюс, открываете тюбик, а там вместо качественного флюса находится низкокачественная канифоль (отходы после производства канифоли). Притом эта же канифоль еще и очень сильно разбавлена каким-то загрязненным техническим вазелином.

Паять или залудить такой смесью просто невозможно. Так называемый «флюс» начинает «убегать» из места пайки. В результате получаем незаслуженные выводы, некачественную «холодную» пайку, а контактные площадки и дорожки из-за перегрева мгновенно отваливаются от платы.

Разбавленный кислотой флюс

Очень часто в уже и без того некачественный флюс добавляют кислоты (лимонная, ортофосфорная) или хлориды (хлорид цинка). По сравнению с канифолью картина сразу меняется – всё лудится и паяется.

Создается впечатление, что флюс просто супер, но паять таким флюсом электронные платы нельзя. Очень трудно, а иногда практически невозможно удалить остатки кислоты, особенно из-под SMD-элементов.

Кислота может оставаться даже внутри пайки, в порах припоя.

В результате, через месяц-два пайка с кислотой (или хлоридом цинка) рассыпается в порошок вместе с выводами радиоэлемента. Ремонт потом будет очень и очень трудоемкий, а иногда он и вовсе невозможен.

Разбавленный глицерином флюс

Случается и такое, что во флюс щедро льют глицерин. Глицериновый флюс паяет замечательно, он дешевый и его много, но попробуйте покрыть им плату. А потом измерьте сопротивление текстолита платы. Вот так незадача: он проводит ток от единиц до десятков Ом там, где проводить не должен.

Даже если вы пытаетесь отмыть глицерин, а он смывается легко, то «проводимость» платы все равно останется! Глицерин впитывается в текстолит (сопротивление текстолита, не покрытого медью – от 10 до 50 Ом). Для большинства устройств это просто неприемлемо. «Глючить» будут даже самые простые и банальные схемы.

Чтобы хоть как-то заставить устройство работать, попробуйте процарапать иглой текстолит между дорожками.

Вывод: глицерин, кислоты, хлориды в безотмывочных флюсах для работы с радиоэлектроникой, компонентами BGA и SMD применяться не должны.

Основные требования к качественному флюсу для работы с выводными элементами, BGA и SMD:

  • отсутствие коррозионной активности
  • хорошие лудящие свойства
  • высокая смачивающая способность
  • отсутствие кипения при нагреве до рабочей температуры
  • отсутствие электропроводимости
  • легкость удаления остатков при необходимости
  • поддержка бессвинцовых и свинецсодержащих припоев
  • безотмывочная технология пайки (остатки можно не смывать)
  • удобство нанесения (гель, паста)
  • доступная цена.

А теперь давайте посмотрим, что же нам предлагают на рынке.

Всем вышеперечисленным требованиям отвечают флюсы торговой марки CHIPSOLDER FLUX.

Также достаточно качественными являются флюсы серии SP (SP-10+, SP-15+, SP-18+, SP20+, SP30+).

В их составе не обнаружено кислот, хлоридов или глицерина. Флюсы SP доступны в разной консистенции: паста, гель, жидкие (L-NC-3200, L-NC-3600). Они не проводят электрический ток, а смывать остатки совсем необязательно.

Данные флюсы соответствуют всем заявленным нормам и проверены при пайке выводных деталей, проводников, BGA и SMD-элементов, а также чувствительных солнечных панелей.

Характеристики флюсов и их особенности

Давайте сейчас некоторые из них рассмотрим поподробнее.
Для начала разберемся с названием.

Что же обозначают все эти большие буквы?

  • G (gel) — флюс гелеобразный.
  • NC (no clean) — не требует смывания.
  • 5268 – индекс флюса.
  • LF (lead free) — подходит для бессвинцовых припоев.

CHIPSOLDER G-NC-5268-LF

Начнем с флюса CHIPSOLDER G-NC-5268-LF.

Данный флюс подходит для пайки залуженных контактов. Обладает хорошей теплопроводностью, контактная площадка остается на плате, а не на жале паяльника.

Флюс-гель CHIPSOLDER G-NC-5268 LF — это высококачественный, полупрозрачный, синтетический безотмывочный флюс со смолоподобными характеристиками. Используется для пайки и демонтажа BGA/SMD-компонентов.

Подходит для работы с паяльником, термофеном, ИК-станцией, а также для реболлинга.

Изготовлен флюс из высокоочищенных компонентов. Удобно фиксирует BGA и SMD-компоненты при запаивании (“посадке”). Полностью поддерживает как обычную, так и бессвинцовую технологию пайки. Не содержит галогенов, что гарантирует долгосрочную надежность и отличные характеристики пайки.

Обладает минимальной, “мягкой” активностью при пайке, что позволяет не смывать остатки. Не кипит, не оставляет темного “нагара”, после пайки остается прозрачным гелем. Теряет прозрачность только при температуре -5 °C, но при этом сохраняет свои свойства. Легко удаляется с помощью любого универсального средства на спиртовой (спиртобензиновой) основе и бумажной салфетки.

Имеет отличную теплопроводность (компонент прогревается максимально равномерно), очень удобен в работе. Не содержит растворителей, не высыхает на открытом воздухе и не твердеет после пайки. Подходит для многократного использования.

CHIPSOLDER –G-NC-6500-LF

Этот флюс очень похож на G-NC-5268-LF, но рассчитан преимущественно на бессвинцовые припои. Хотя отлично паяет и обычными (свинецсодержащими) припоями.

После пайки остается прозрачным и твердым (остаток чуть тверже, чем во флюсе 5268).

Можно использовать для повторной пайки. Смывать не обязательно, но если необходимо смыть, используйте любое универсальное средство на спиртовой (спиртобензиновой) основе.

CHIPSOLDER –G-NC-6800-LF

Флюс предназначен, прежде всего, для «трудных» паек. По консистенции он такой же клейкий гель, как и G-NC-5268-LF, но обладает повышенной лудящей способностью. Хорошо снимает окислости с места пайки и предназначен как для обычной пайки, так и для пайки (лужения) сильноокисленных выводов и контактов.

Обладает высокой теплопроводностью, компонент прогревается максимально равномерно. Не кипит, не оставляет темного “нагара”, остается прозрачным гелем после пайки, легко стирается бумажной салфеткой и очень удобен в работе. Не содержит растворителей, не высыхает на открытом воздухе и не твердеет после пайки.

Подходит для многократного использования.

Остаток флюса чистый, мягкий, прозрачный, некоррозионный, а также не проводит ток. Очистка остатка необязательна, но при необходимости его можно стереть с помощью сухой салфетки или любым средством на спиртовой (спиртобензиновой) основе.

Этим флюсом удобно восстанавливать «холодные» пайки, пайки после попадания воды, а также «отвалившиеся» BGA-контакты. Часто с помощью данного флюса удается залудить даже те контакты, которые не под силу более дорогим флюсам.

Флюсы SP

На рынке также присутствуют флюсы под названием FLUX PASTE SP-10+, SP-15+, SP-18+, SP20, SP30 и FLUX GEL SP-30, SG-15.

Эти флюсы по характеристикам похожи на серию флюсов CHIPSOLDER, но стоят они немного дешевле. Необходимо отметить, что стоимость на качество не повлияла. Ими также можно прекрасно работать и получать хорошие результаты. А теперь остановимся на каждом из них поподробнее.

Итак, начнем с флюса SP-10+

Это дешевый и довольно неплохой низкоактивный флюс. Рекомендуется применять для монтажа и демонтажа FLIP CHIP, BGA и SMD-компонентов, кристаллов, а также для ремонтных работ с использованием паяльника, термофена, ИК-оборудования.

Имеет практически нулевую активность. Используется для пайки и демонтажа облуженных выводов. Подходит для бессвинцовых припоев. SP-10+ абсолютно безопасен для радиокомпонентов.

Равномерно распределяет температуру при пайке и препятствует отслаиванию печатных проводников. Имеет клейкую консистенцию (вязкий, липкий), не вызывает коррозии, надежно фиксирует элементы при пайке.

Также он не проводит ток.

Флюс используется без последующей отмывки в печатных узлах. Подходит для работы в различных условиях окружающей среды.

SP-15+ будет следующим в нашем списке.
Это универсальный флюс. Обладает средней активностью («мягкая» активность). По своим характеристикам и сфере применения SP-15+ фактически ничем не отличается от SP-10+.

Главная разница между ними в активности: SP-15+ – среднеактивный, а SP-10+ – низкоактивный.

Рекомендуется использовать для прогрева и монтажа «отвалов BGA», а также для монтажа и демонтажа FLIP CHIP, BGA и SMD-компонентов.

SP-18+ – это уже не просто флюс, а среднеактивная флюс-паста.

Ее рекомендуется использовать для низкотемпературной пайки. Предназначена для пайки припоями с температурой плавления от 80 до 180 °C.
Не подходит для бессвинцовых припоев. Равномерно распределяет температуру при пайке, препятствует отслаиванию печатных проводников.

После применения SP-18+ есть незначительное количество остатков, но при необходимости они легко смываются. Данная флюс-паста имеет слегка желтоватый цвет, некоррозионная и безопасна для радиокомпонентов.

SP-20 – это уже активная флюс-паста.

Рекомендуется использовать для большинства типов работ. Обладает повышенной активностью, хорошо лудит без кислотных последствий.

SP-20, как и SP-10+, SP-15+, SP-18+ применяется для монтажа и демонтажа FLIP CHIP, BGA и SMD-компонентов, кристаллов, а также для ремонтных работ с использованием паяльника, термофена, ИК-оборудования. Подходит для бессвинцовых припоев.

Можно применять для пайки и лужения окисленных вводов и контактных площадок. Также подходит для прогрева и монтажа «отвалов BGA». Флюс используется для различных печатных узлов с высокочастотными схемами.

После работы с SP-20 есть небольшое количество остатков, которые, при необходимости, легко смываются. Данная флюс-паста не проводит электрический ток, безопасна для радиокомпонентов и надежно фиксирует элементы при пайке.

SP-30 очень похож на SP-15+.

Главное отличие состоит в консистенции.
SP-30 – это полупрозрачный, клейкий гель. Флюс предназначен для ремонта и производства электроники. Может использоваться со всеми стандартными припоями.

Итак, подведем итоги

Состав всех флюсов разработан для пайки высокого качества. Все вышеперечисленные флюсы применяются в различных условиях окружающей среды и при разных особенностях процесса.
Главными отличиями между флюсами SP являются консистенция и активность. Поэтому подбирать флюс необходимо исходя из сферы применения и удобства при работе.

Что касается флюсов марки CHIPSOLDER, то они не настолько универсальны, как флюсы SP. Выбирая флюс CHIPSOLDER, необходимо определенно знать, как его использовать и с какой целью.

Акция

Если вы занимаетесь пайкой или только решили попробовать, то у нас для вас есть отличная новость. У нас действует суперакция для всех желающих приобрести флюсы, а также другие сопутствующие товары. Купить товары по выгодным ценам можно на нашем сайте в разделе Акционные товары.

Воспользуйтесь шансом сделать выгодную покупку!Наталия Зинько

Припои и флюсы для пайки паяльником

Припои и флюсы для пайки незаменимы при работе с паяльником. Для того, чтобы припой хорошо растекался по поверхности соединяемых деталей, используют вещество, которое называется флюс.

В зависимости от металла деталей и их размеров, крепости и герметичности соединения, необходимо выбирать определенную марку данных компонентов.

Рассмотрим подробно классификацию и научимся подбирать необходимый припой и флюс для пайки.

Марки припоя

Свинцово-оловянный припой — главный компонент при пайке электрическим паяльником. Он выпускается в виде проволоки или трубки разных диаметров (трубчатый внутри заполняется канифолью).

Как правило, в состав припоя входит олово (экологически чистый метал) с добавлением свинца (более дешевый компонент). Чем больше в составе свинца, тем темнее поверхность припоя.

В маркировке используются буквы и цифры. Например, обозначение ПОС-61 обозначает: П – припой, О – оловянный, С – свинцовый, 61 – % содержания олова. ПОС-61 является самым распространенным видом. Он незаменим для работы с элементами из меди, латуни и бронзы с герметичным швом. Подходит практически для всех случаев в быту и не является дорогим.

Припои бывают мягкие и твердые. Температура плавления мягких — ниже 450˚С. Твердые плавятся при нагреве свыше 450˚С и для работы электрическим паяльником не используются.

Технические характеристики и классификация мягких припоев:

Марка Состав
% от общей массы
Температура плавления
˚С
Прочность
при растяжении кг/мм
Область применения
Сплав Вуда Олово — 12,5 Свинец — 25 Висмут — 50

68,5 Для деталей, чувствительных к перегреву, для изготовления предохранителей, токсичен
Сплав
д Арсе
Олово — 6,9 Свинец — 45,1

79 Для деталей, чувствительных к перегреву, для изготовления предохранителей
ПОСВ-50
Сплав Розе
Олово — 25 Свинец — 25

94 Для деталей, чувствительных к перегреву
ПОСВ-33 Олово — 33,4 Свинец — 33,3

130 Для деталей из меди, латуни, константана с герметичным швом
ПОС-61 (третник) Олово — 61
Свинец — 39
190 4,3 Для токоведущих частей из меди, латуни и бронзы с герметичным швом
ПОС-61М Олово — 61 Свинец — 37

192 4,5 Для тонких медных проводов и печатных проводников
ПОС-90 Олово — 90
Свинец — 10
220 4,9 Для посуды и медицинских инструментов
ПОС-40 Олово — 40
Свинец — 60
238 3,8 Для контактных поверхностей в радиоаппаратуре и деталей из оцинкованной стали
ПОС-30 Олово — 30
Свинец — 70
266 3,2 Для деталей из меди, ее сплавов и стали
ПОС-10 Олово — 10
Свинец — 90
299 3,2 Для контактных поверхностей в радиоаппаратуре
Авиа — 1 Олово — 55 Цинк — 25

200 Для тонкостенных деталей из алюминия и его сплавов, токсичен

Припой проводит ток в десять раз хуже, чем медь или алюминий. Для сравнения:

  • Удельное электрическое сопротивление оловянно-свинцового припоя (проводимость) составляет 0,1-0,2 Ом/метр.
  • Проводимость алюминия 0,0271 Ом/метр.
  • Проводимость меди 0,0175 Ом/метр.

Марки флюса

Флюс — это вспомогательное вещество, необходимое для освобождения поверхностей спаиваемых деталей от окислов и способствующее лучшему растеканию припоя по поверхности металла при пайке.

При изготовлении наиболее распространенных флюсов , применяется канифоль. Ее получают из древесины хвойных пород (в основном — сосны). При температуре порядка 50°С канифоль размягчается, а при 250°С — начинает кипеть.

Канифоль не устойчива к воздействию атмосферной влаги. Она состоит на 85-90% из абиетиновой кислоты. Если не удалить ее остатки после работ, то происходит окисление места пайки.

Данный факт не стоит оставлять без внимания.

Ведь, кроме этого, впитывая воду из атмосферы, канифоль увеличивает свою проводимость и может нарушать работу электронных устройств, особенно высоковольтных цепей.

Флюсы для пайки — состав и область применения:

Наименование Состав
% от общего объема
Область применения Способ приготовления Удаление остатков
Канифольные не активные флюсы
Канифоль светлая Канифоль светлая — 100 Пайка меди и ее сплавов легкоплавкими припоями Готов к использованию Спиртом или ацетоном, кистью
Спирто-канифольный Канифоль — 20
Спирт — 80
Пайка меди и ее сплавов легкоплавкими припоями в труднодоступных местах Растворить в этиловом спирте порошок канифоли
Глицерино-канифольный Канифоль — 6 Глицерин — 14

Герметичная пайка меди и ее сплавов легкоплавкими припоями в труднодоступных местах Растворить в этиловом спирте порошок канифоли, затем добавить глицерин
Канифольные активные флюсы
Канифольный хлористо-цинковый Канифоль — 24 Хлористый цинк — 1

Пайка цветных и драгоценных металлов, ответственных деталей из чёрных металлов Растворить в этиловом спирте смешанные порошки канифоли и хлористого цинка Ацетоном, кистью
Канифольный хлористо-цинковый
(флюс паста)
Канифоль — 16 Хлористый цинк — 4

Пайка повышенной прочности цветных и драгоценных металлов, ответственных деталей из чёрных металлов Смешать порошки канифоли и хлористого цинка с техническим вазелином
Кислотные активные флюсы.
Хлористо-цинковый Хлористый цинк — 25 Соляная кислота — 1

Пайка деталей из чёрных и цветных металлов Кислоту медленно вливают в посуду до ¾ ее высоты с кусочками цинка, когда перестанут выделения пузырьки водорода, флюс готов Промывка водой или раствором питьевой соды в воде, кистью
Канифоль — 16 Хлористый цинк — 4

Флюс паста. Пайка повышенной прочности цветных и драгоценных металлов, ответственных деталей из чёрных металлов Смешать порошки канифоли и хлористого цинка с техническим вазелином
Канифоль — 24 Хлористый цинк — 1

Пайка цветных и драгоценных металлов, ответственных деталей из чёрных металлов Растворить в этиловом спирте смешанные порошки канифоли и хлористого цинка

Флюс на основе спирта и растворителей требуется хранить в герметичной таре, иначе жидкость быстро испарится.

Паяльные пасты

Паяльная паста (Тиноль) представляет собой смесь из припоя и флюса. Такой материал не заменим при пайке в труднодоступных местах, и при монтаже бескорпусных радиодеталей.

Для этого необходимо нанести пасту в нужном количестве на место пайки и прогреть электрическим паяльником (температура полного расплавления 200°С).

Остатки флюса после пайки не гигроскопичны, не электропроводны и не вызывают коррозии.

Пасту можно изготовить самостоятельно. Для этого нужно выбрать марку припоя и напильником с крупной насечкой приготовить опилки. Затем их перемешать с жидким флюс до получения пастообразного состава. Хранить пасту нужно в герметичной упаковке. Срок хранения пасты не более шести месяцев.

Известно, что основной функцией припоя является хорошая диффузия с металлической поверхностью. Кроме того, он должен иметь оптимальную температурную вязкость, позволяющую ему ровным слоем распределиться по поверхности металлов. Данный фактор качественного лужения возможен только при отсутствии жировых отложений и окислов на спаиваемых поверхностях, удалением которых занимаются флюсы. Поэтому, от того, какие припои и флюсы для пайки паяльником вы выберете, будет зависеть конечное качество работ.

Электроника для всех

Блог о электронике

Ликбез по пайке

Мой любимый припой.
Тонкая проволочка для точных паек.

И вот ты решил окунуться в электронику с головой, затарился паяльником, купил припой и… А что дальше? Если худо бедно, то как надо паять представляют все, а вот тонкости технологии известны далеко не многим и приходят с опытом. Чтож, ускорю этот пагубный процесс и расскажу тебе парочку хитростей.

Итак, про хороший паяльник для мелкого монтажа ты наверное уже читал, вот от него и будем плясать. Кроме паяльника тебе потребуется припой и флюс. О них поподробней.

Припой.
Это специальный сплав, который плавится при температуре порядка 200 градусов. Самый распространенный это 60/40 Alloy, он же ПОС-61. Сплав в котором 60% олова и 40% свинца. Температура плавления у него 183-230 градусов. Обычно продается в виде проволоки, намотанной на катушки.
Для мелкого монтажа лучше брать тот, где диаметр проволочки поменьше — легче дозировать. У меня две катушки, одна с проволокой припоя 0.3 мм, вторая 0.6 мм. Ну еще есть с полутора миллиметровой, но я ей почти не пользуюсь. Только если массово паяю массивные детали, где надо много припоя.
Покупать припой лучше импортный, к сожалению российский продукт сплошь и рядом отстой. Может и есть качественный, но обычно мне попадался низкопробный шлак. Катушка припоя, как на картинке, должна стоить от 150-200 рублей, дороже можно, дешевле не желательно. Лучше один раз потратиться, зато потом иметь красивую и качественную пайку и не париться. А катушки обычно хватает года на полтора-два это минимум.
Ещё полезно купить себе немного сплава Розе. Это тоже вроде припоя, но температура плавления у него совсем смешная — где то в районе 90-100 градусов. Этот сплав иногда полезен при демонтаже, но об этом позже будет отдельная статья.

Канифоль — классика жанра

Самый простой и народный флюс. Это обычная очищенная сосновая смола. При пайке сначала берут на жало немного припоя, потом тычут в канифоль, чтобы набрать на жало смолы, а затем быстро, пока смола не испарилась, паяют. Способ не сильно удобный, поэтому часто делают по другому. Берут обычный этиловый (медицинский) спирт и растовряют в нем толченую канифоль пока она растворяется. После этот раствор наносят кисточной на спаиваемые детали и паяют. Активность канифоли не высока, поэтому иной раз ничего не получается — детали не не лудятся, но зато у канифоли есть одно огромное достоинство, которое порой перекрывает все ее недостатки. Канифоль абсолютно пассивна. То есть ее не нужно удалять с места пайки, так как она не окисляет и не восстанавливает металлы, являясь при этом отличным диэлектриком. Именно по этому самые ответственные пайки я стараюсь делать спирто-канифольным флюсом.

ЛТИ-120
Глицерин-гидразин
Канифоль-гель. Супер вещь
Ф-34А — химическое оружие массового поражения.
Палитра флюсов 🙂

Один из моих любимых флюсов. Представляет из себя рыжую жидкость, имеет в своем составе канифоль и еще ряд присадок. Паять им также как и обычным спирто-канифольным флюсом — намазать кисточкой на детали и паять. Но есть одна хитрость. В изначальном варианте ЛТИ-120 жидкий зараза, мажется тонким слоем и моментально высыхает, в общем пользоваться им не очень удобно. Я придумал как это побороть.
Я сделал себе палитру флюсов — наклеил на мелкую компашку кучу крышечек от флакончиков, налил в них разных флюсов и наклеил это дело на катушку с припоем. Получилось очень удобно и компактно. Так вот, налив ЛТИ-120 в крышечку я даю ему постоять пару дней. За это время он подсохнет и загустеет до состояния жидкого мёда. Вот его уже удобно намазывать острой зубочисткой точно туда куда надо. А если загустеет сверх меры, то либо туда немного спирту капну, либо подолью еще немного свежего флюса и размешаю. Производитель утверждает, что ЛТИ-120 смывать не нужно. В принципе, вроде бы так оно и есть, он не активный. Но что то меня смущают присадки которые в нем, поэтому я его смываю всегда. Смывается он широкой кисточкой, смоченной в спирте. Или просто щеткой под струей воды из под крана. Нет ничего страшного в том, чтобы отмывать готовую плату водой, главное хорошо высушить потом.

Канифоль-гель
Отличная штука. Не так давно появился в радиомагазинах и уже заслужил мою любовь и уважение. Представляет из себя густую коричневую пасту на основе канифоли, продается в шприцах. Отлично намазывается непосредственно туда где надо, не оставляет нагара на паяльнике, как ЛТИ-120. Легко смывается водой или спиртом, в общем, рулез!

Глицерин-гидразин.
Убойный активный флюс, который легко смывается водой, не оставляет грязных липких следов и окислов. Но его надо смывать. Тщательно смывать. Иначе за пару лет он может разъесть дорожки платы или его остатки станут токопроводными и возникнут жуткие утечки по поверхности платы между дорожками, что крайне негативно скажется на работе схемы. Еще я не уверен в безопасности его паров. На раз два попользоваться можно, но вот постоянно его юзать мне как то не улыбается. Но в целом это офигенный флюс, паять им одно удовольствие.

Глицерин-Салициловый флюс .
Он же ФСГЛ. Честно говоря я понятия не имею откуда эта хрень вообще берется. У меня банка этого флюса имеется с детства (собственно поэтому канифолью то я практически не паял никогда) — батя стырил с оборонного предприятия. В свободной продаже не видел ни разу. Паяет также ядрёно как и Глицерин-гидразин, но не имеет в своем составе сомнительных с точки зрения токсичности примесей. Там 90% глицерина, 5% салициловой кислоты, 5% воды. Купить чтоль в аптеке салицилки и самому сбодяжить? Уж больно чумовой рецепт. Один недостаток — нужно смывать, он активный. Но смывается водой влегкую.

Ф-34А
Адская кислотная смесь. При пайке имеет жуткий едкий выхлоп, которым я потравил половину нашей лаборатории. Паять этой гадостью можно только в противогазе и с мощной вытяжкой, но зато это дерьмище паяет все, то что другим флюсам даже в страшном сне не снилось. Эта жижа залуживает влет — ржавчину, окислы, сталь, напыления, даже алюминий можно паять. Так что если тебе надо будет припаяться к ржавому гвоздю, то капни этой херни, задережи дыхание и ЛУДИ!

Импортные безотмывочные флюсы.
Честно говоря ими я не пользовался. Говорят они круты, но имхо паять ими просто так это не рационально — слишком уж дорогие они, да и у нас в городе не продают, а заказывать мне западло. Скорей они для профессионального применения, вроде ремонта сотовых или пайки BGA корпусов (это когда ножки в виде массива шариков под корпусом микросхемы). Если интересно, то поищите инфу на форумах ремонтников сотовых, они про это дело знают все.

Голландский флюс на основе конопли
Понятия не имею кто его делает и где его продают, но я точно знаю что он есть! Особенно я в этом убедился после ковыряния в схемах продукции фирмы где я раньше работал. Разработчики явно паяют им. Так как таких укуренных схемотехнических решений я еще не видел.

Паяльник в руки и вперед.
Про флюсы я тебе рассказал, теперь, собственно, о процессе пайки.
Дело это не хитрое. Для начала желательно облудить детали. Смачиваешь их флюсом, подцепляешь жалом паяльника чуть чуть припоя и размазываешь по поверхности. Торопиться не надо, детали должны покрыться ровным тонким блестящим слоем. Выводы микросхем и радиодеталей лудить не нужно — они уже на заводе облужены.

Припой должен быть жидким, как вода. Если он комковатый, с ярко выраженной зернистостью и матовый, то тут причины две — неправильная температура паяльника , либо припой низкопробное говно . Если паяльник слишком холодный то припой будет на грани твердого и жидкого состояния, будет вязким и не будет смачивать. Если же паяльник перегрет, то припой будет моментально покрываться серой пленкой окисла и тоже будет отвратительно лудить. Идеальная температура паяльника при пайке припоем ПОС-40 ( 60/40 Alloy ), на мой взгляд, это порядка 240-300 градусов. У СТ-96 достаточно выставить регулятор на 2/3 в сторону увеличения.

Если паяешь печатную плату, то дорожки тоже надо залудить. Но делать это надо осторожно. Текстолит, что продается на просторах Родины зачастую тоже оказывается редкостным говном и при нагреве фольга от него отваливается в момент. Поэтому долго греть плату нельзя — отвалятся дорожки. Обычно я просто смазываю хорошенько все дорожки флюсом ЛТИ-120 и провожу быстренько по каждой плоским жалом паяльника с капелькой припоя. В Результате имею идеально залуженные дорожки, с практически зеркальной поверхностью.

Есть народный способ для быстрого лужения больших плат:

Оплетка для удаления припоя
Мое лудило

Берется оплетка для удаления припоя, это такая медная мочалка, продается в мотках по 30 рублей метр. Если не найдешь, то можешь выковырять из толстого телевизионного коаксиального кабеля экранирующую оплетку — та же херня только возни больше. Плата как следует смазывается флюсом, оплетка как следует пропитывается припоем и тоже поливается флюсом. Дальше эта хрень возякается паяльником по поверхности платы. Чтобы ворсинки оплетки не пристывали к дорожкам, лучше взять паяльник побольше и помассивней.

Я так вообще усовершенствовал способ.
Взял старый мощный паяльник на 60Вт, обмотал у него жало этой оплеткой, пропитал её сплавом Розе и теперь лужу платы в одно движение. Почему именно Розе? А им лудить проще, паяльник когда касается платы резко остывает, т.к. отдает тепло. Если оплетка смочена обычным припоем, то она тут же приваривается отдельными ворсинками к плате, а сплав Розе легкоплавный и не прилипает.

Пайка транзисторов, диодов и микросхем.
Тут я бы хотел заострить внимание особо. Дело в том, что полупроводники от слишком высокой температуры разрушаются , поэтому есть риск пожечь микросхему перегревом. Чтобы этого не произошло желательно выставить паяльник на 230 градусов или около того . Это вполне терпимая температура, которую микросхема выдерживает довольно долго. Можно паять и не торопиться. У обычных, не регулируемых паяльников, температура жала порядка 350-400 градусов , поэтому паять надо быстро, в одно касание. Не дольше секунды на каждой ножке и делать хотя бы 10-15 секундный перерыв, прежде чем приступать к пайке другой ножки. Также можно придерживать ножку металлическим пинцетом — он послужит теплоотводом.

Пайка проводов
Лучше перед пайкой концы облуживать отдельно, а если провод припаивается к печатной плате, то очень желательно просверлить в плате дырку, завести его с другой стороны и только тогда паять. В таком случае риск оторвать дрожку при рывке за провод сводится к нулю.

Пайка проволокой припоя.
Так обычно паяют микросхемы. Прихватывают ее по диагонали за крайние ножки, смазывают все флюсом, а потом, держа одной рукой паяльник, а другой тонкую проволочку припоя, быстро запаивают все ножки.

Пайка проводов в лаковой изоляции
Всякий обмоточный провод, вроде тех которым намотан трансформатор, покрыт тонким слоем лака. Чтобы припаяться к нему этот слой лака нужно содрать. Как это сделать? Если провод толстый, то можно пожечь его немного огнем зажигалки, лак сгорит, а нагар можно счистить грубой картонкой. Если же провод тонкий, то тут либо аккуратно поскоблить его скальпелем, держа скальпель строго перпендикулярно проводу, либо взять таблетку аспирина и как следует прижать и пошоркать горячим жалом паяльника по проводу на аспиринке. При нагреве из аспирина выделится вещество которое сожрет лаковую изоляцию и очистит провод. Правда вонять будет сильно 🙂

Удобная держалка.

Рекомендую обзавестись вот таким вот захватом. Чертовски удобная штука, позволяет придерживать какого-нибудь Ктулху при пайке, концы не болтаются из стороны в сторону. Кстати, бойтесь подпружиненных проводников! При пайке он может соскочить и метнуть вам в лицо капельку припоя, сколько раз мне в лицо такое прилетало уже и не припомню, а ведь могло и в глаз! Так что соблюдайте Технику безопасности!

Губка
Жало паяльника постепенно загаживается и покрывается нагаром. Это нормально, обычно виной ему флюс, тот же ЛТИ-120 горит дай боже. Для очистки паяльника можно применять специальную губку. Такая желтая фигня, идет в комплекте к подставкам для паяльника. Ее надо смочить водой и отжать, оставляя влажной. Кстати, губка постоянно высыхает, чтобы ее каждый раз не мочить ее можно пропитать обычным медицинским глицерином. Тогда она не будет высыхать вообще! Удобно блин! Если нет губки, то возьми хлопчатобумажну тряпочку, положи в железный поддончик и также пропитай водой или глицерином. У нас монтажницы держали на столе обычное вафельное полотенце и об него вытирали паяльник.

Кстати, о технике безопасности.

  • Во первых расположите все так, чтобы было удобно.
  • Следите за шнурами питания. Паяльник очень любит пережигать свой собственный провод . Прям мания у него. А это черевато в лучшем случае ремонтом провода, в худшем коротким замыканием и пожаром.
  • Не оставляйте паяльник включенным даже на короткое время. Правило « Ушел — выключил » должно выполняться железно.
  • Правило второе — паяльник должен быть либо в руке, либо на своей надежной подставке . И ни как иначе! Класть его на стол или на первую попвшуюся фиговину на столе ни в коем случае нельзя. Шнур его утащит за собой в момент.
  • Не забывайте про вытяжку и вентиляцию . Если паяешь, то как минимум открой форточку, проветривай помещение, а лучше поставь на стол вентилятор (хотя бы 80мм от компа) или вытяжку.

Лучше один раз увидеть, чем сто раз прочитать:
Нет проблем! К твоим услугам куча роликов с You Tube по запросу «solder». Увидишь как это делают профессионалы. Смотри и учись!

Как спаять алюминий в домашних условиях, особенности пайки алюминия

Пайка алюминия – трудновыполнимый в домашних условиях процесс. Сложность объясняется свойствами металла, которые затрудняют соединение отдельных частей из алюминия с другими веществами. Соединять алюминий нужно с соблюдением специально разработанных технологий, обеспечивающих качество пайки. Значение имеет опыт мастера, соединяющего пайкой детали из алюминия.

Почему алюминий плохо паяется

Многие пробовали паять алюминий в домашних условиях и хорошо поняли: припой не хочет прилипать к поверхности деталей. Это происходит по причине образования на металле устойчивой оксидной пленки, которая имеет низкую адгезию к материалу припоя. Методы пайки алюминия в домашних условиях сводятся к борьбе с защитной пленкой.

В минералогии оксид алюминия называют корундом. Он состоит из прозрачных кристаллов, являющихся драгоценными камнями. Корунд имеет различную окраску, зависящую от примесей: хром придает красноватый оттенок, сапфир – синеватый. Окисная пленка обладает высокой прочностью и не поддается пайке. Ее необходимо удалить с поверхности и после этого начинать паять детали.

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.

Флюсы для пайки алюминия

Флюсы имеют высокую активность, поэтому после пайки их нужно смывать раствором воды с щелочью. Роль щелочи хорошо выполняет пищевая сода. После щелочи место соединения промывается чистой водой. Следует беречь органы дыхания от попадания в них паров флюса. Они способны раздражать слизистые и попадать в кровь. Наиболее распространенные из них требуется рассмотреть каждый в отдельности.

Канифоль

Канифоль – наиболее востребованный из всех флюсов. Он используется при соединении различных металлов. На алюминии работает только при отсутствии воздуха, поэтому применяется редко. Времени при работе с канифолью тратится больше, эффективности меньше. Этот флюс не для профессионалов, выполнять пайку может, но качество соединения не отличается прочностью.

Порошковый флюс

Алюминий паяют газовой горелкой с применением порошковых флюсов. Не рекомендуется к пламени добавлять кислород, он снижает эффективность работы флюса. Наиболее распространенные флюсы:

  • Ф-34А;
  • бура;
  • ацетилсалициловая кислота;
  • паяльный жир.

Ф-34А – активный флюс, имеющий в составе 50% хлорида калия, 32% хлорида лития, 10% фторида натрия и 8% хлорида цинка. Состав применяется с припоями, содержащими химические добавки. Он обладает гигроскопичностью и растворяется в воде.

Бура – порошок, плавящийся при 700°С, обладает растворимостью в воде, смывается водным раствором лимонной кислоты. Отличается низкой стоимостью.

Ацетилсалициловая кислота встречается в виде таблеток аспирина. При нагреве паяльником выделяются вредные для здоровья человека пары, обжигающие нос, глаза и органы дыхания.

Паяльный жир состоит из парафина, хлорида аммония и цинка, деионизированной воды. Хорошо паяет предварительно прогретые места, прошедшие процедуру лужения. После спаивания алюминиевых деталей рекомендуется остатки флюса смывать, иначе он вызывает коррозию металла.

Жидкий флюс

Жидкий флюс наносится на место пайки тонким слоем. При работе паяльником быстро испаряется с выделением обжигающих паров. Флюс Ф-64 в своем составе содержит фториды, тетраэтиламмоний, ингибиторы коррозии и дионизированную воду. Хорошо разрушает оксидную пленку и помогает паять заготовки из алюминия больших размеров. Используется при паянии меди, алюминия, оцинкованного железа и других металлов.

Ф-61 состоит из триэтаноламина, фторбората аммония и фторбората цинка. Используется при лужении и пайке сплавов алюминия при температуре до 250°С. Castolin Alutin 51 L состоит из кадмия, свинца и 32%-ного олова. Наиболее эффективно работает при температурах выше 160°С.

Любой из перечисленных флюсов помогает запаять алюминиевую кастрюлю, алюминиевые заготовки разных размеров, соединять методом пайки дюралюминий, дюралевые (дюраль) заготовки.

Припой для пайки алюминия

Припой для пайки алюминия делается на основе цинка или алюминия. В него вносятся добавки для достижения различных характеристик: для понижения температуры плавления, увеличения прочности. Производят их в Америке, Германии, Франции, России. Рассмотрим некоторые из них.

Распространенный и широко разрекламированный припой для алюминия – HTS 2000. Его производит компания из США. Практика свидетельствует о его непрочности: спаянные детали пропускают воздух и влагу. Без флюса его применять невозможно.

Castolin 192FBK на основе цинка (97%) и алюминия (2%) производится во Франции. Компания Castolin выпускает припои 1827 и AluFlam-190, предназначенные для пайки меди и алюминия при 280°С.

Castolin 192FBK – трубчатый припой, содержащий в сердечнике флюс. Выпускается в виде прутков, 100 г которых стоит 100-150 руб. Хорошо паяет мелкие отверстия и трещинки.

Chemet Aluminium 13 – припой, используемый при сварке деталей при 640°С и выше. В его основе лежит алюминий (87%) и кремний (13%). Температура плавления припоя – около 600°С. Выпускается в виде прутков, которых на 100 г приходится 25 шт. 100 г стоят 500 руб. Разновидность под наименованием Chemet Aluminium 13-UF имеет полую структуру и содержит в сердечнике флюс. Его стоимость за 12 прутков, которые весят 100 г, 700 руб.

Алюминиевый припой производится и на отечественных предприятиях. Для пайки с помощью газовой горелки применяется состав марки 34А. Он плавится при температуре 525°С, хорошо паяет сплавы АМц, АМ3М, АМг2. 100 г стоят 700 руб.

Марка А состоит из 60% цинка, 36% олова и 2% меди. Плавится при 425°С. Выпускается прутьями весом 145 г. Стоимость одного прута – 400 руб.

SUPER A+ производится в Новосибирске и является аналогом HTS-2000. Применяется вместе с флюсом марки SUPER FA. Стоит 800 руб. за 100 г. В расплавленном состоянии становится тягучим, приходится применять стальные инструменты для его разравнивания.

Порошковая проволока

Проволока с флюсом используется при сварке алюминиевых деталей, для пайки она не годится. Сварка алюминия газовой горелкой с порошковой проволокой не осуществляется. Сваривать детали лучше электрическим аппаратом.

Какой паяльник подойдет

Чем паять, какой инструмент для этого нужен – все зависит от площади пайки. Алюминий с медью хорошо проводят тепло, поэтому паяльник нужен мощный. При площади детали в 1000 см² мощность паяльника нужна 50-60 Вт. Паяют часто две или больше частей, в таком случае мощность увеличивается до 100 Вт. При подогреве места соединения подойдет паяльник меньшей мощности. Жало выбирают широкое, на нем можно сделать зазубринки для снятия пленки оксида алюминия.

Требуется рассмотреть, как паять алюминий паяльником. Делается это хорошо разогретым инструментом после снятия оксидной пленки и лужения, к залуженному (залудить можно с применением специальных припоев) участку хорошо прилипает припой и годится любой паяльник

Горелки для пайки алюминия

Нужно знать, как паять газовой горелкой. Если площадь деталей большая и не хватает мощности паяльника, используют горелку. Лучше применять газовую, т. к. пайка алюминия газовой горелкой обладает большими возможностями. Горелка быстро разогревает место соединения деталей почти до температуры плавления алюминия. Флюс с припоем наносится на соединение, разравнивается жалом паяльника и отвердевает. Место соединения нужно обязательно промыть от остатков паяльной кислоты или другого флюса.

При работе с использованием горелок нужно соблюдать правила пожарной безопасности. Рядом не должны находиться горючие жидкости и материалы.

Что лучше – сварка или пайка

Ответы на этот вопрос могут быть разными. Применение того или иного способа зависит от использования деталей после их соединения. Автомобильный радиатор лучше паять. Этот способ стоит дешево и отличается надежностью. Молочные фляги и другие емкости для хранения продуктов питания лучше сваривать. Сварной шов более прочный, особенно при больших размерах. Часто приходится сваривать детали из алюминиевых сплавов. Сварка силумина – практически единственный способ соединения, не считая использования клея.

На сварке и пайке при желании можно неплохо заработать. Вопросы о том, как запаять алюминиевые трубки в холодильнике или отремонтировать раму велосипеда, возникают часто. В мастерских работа стоит дорого: пайка трубок – 1000 руб. и более. При соединении электропроводов способом пайки берут 15 руб. за каждое. Ремонт рамы велосипеда из сплавов алюминия с применением припоев стоит 500 руб. Ремонт кастрюли обойдется в 100 руб. К этим суммам следует добавить расходы времени и денег на доставку изделий в мастерскую и обратно.

Чтобы сэкономить эти деньги, нужно научиться паять самому. Для этого необходимо приобрести газовую горелку в виде баллончика за 700-1000 руб. и припой. Научиться обработке поверхностей и наложению швов можно на старом автомобильном радиаторе.

Припои и флюсы для пайки

Припои, флюсы, способы пайки.

● Припои. Выбор припоя производят в зависимости от соединяемых металлов или сплавов, от способа пайки, температурных ограничений, размера деталей требуемой механической прочности и коррозионной стой кости и др.

Наиболее широко применяются в любительской практике легкоплавкие припои. Рекомендации по их применению, на основании которых можно выбрать припой приведены в табл. Буквы ПОС в марке припоя означают припой оловянно-свинцовый, цифры — содержание олова в процентах. Для получения специальных свойств в состав оловянно-свинцовых припоев вводя сурьму, кадмий, висмут и другие металлы. Например ПОССу 4—6 — оловянно-свинцовый припой с добавлением сурьмы, ПОСК 50—кадмия, ПОСВ 33—висмута.

Выпускают легкоплавкие припои в виде литых чушек, прутков, проволоки, лент фольги, порошков, трубок диаметром от 1 до 5 мм, заполненных канифолью, а также в виде паст, составленных из порошка припоя и жидкого флюса.

● Флюсы растворяют и удаляют оксиды и загрязнения с поверхности паяемого соединения. Кроме того во время пайки они защищают от окисления поверхность нагреваемого металла и расплавленный припой. Все это способствует увеличению растекаемости припоя, а следовательно, улучшению качества пайки.

Флюс выбирают в зависимости от соединяемых пайкой металлов или сплавов и применяемого припоя, также от характера сборочно-монтажных работ. Остатки флюса, особенно активного, и продукты его разложения нужно удалять сразу после пайки, так как они загрязняют места соединений и являются очагами коррозии.

Температура плавления, °С

Пайка тонкостенных деталей из алюминия и его сплавов

Пайка и лужение, когда требуется особо низкая температура плавления припоя

Температура плавления, °С

Пайка деталей и узлов, подвергающихся в дальнейшем гальванической обработке (серебрение, золочение)

Пайка тонких спиральных пружин в измерительных приборах и других ответственных деталей из стали, меди, латуни, бронзы, когда недопустим или нежелателен высокий нагрев в зоне пайки. Пайка тонких (диаметром 0,05—0,08 мм) обмоточных проводов, в том числе высокочастотных (литцендрата), выводов обмоток, радиоэлементов и микросхем, монтажных проводов в полихлорвиниловой изоляции; а также пайка в тех случаях, когда требуется повышенная механическая прочность и электропроводность

То же, но когда допускается высокая температура нагрева

Пайка толстых проводов токопроводящих деталей неответственного назначения, наконечников, соединений проводов с лепестками, когда допускается более высокий нагрев, чем для ПОС 61 или ПОС 50

Лужение и пайка механических деталей неответственного назначения из меди и ее сплавов, стали и железа

Пайка при пониженных требованиях к прочности шва, лужение перед пайкой. Пайка деталей неответственного назначения из меди и ее сплавов, оцинкованного железа и стали

Пайка погружением в ванну с расплавленным припоем

Пайка деталей из меди и ее сплавов, не допускающих местного перегрева. Пайка полупроводниковых приборов

Пайка плавких предохранителей

ПОСК 47—17 180 Пайка проводов и выводов элементов к слою серебра, нанесенного на керамику методом вжигания

При монтаже электро- и радиоаппаратуры наиболее широко применяются канифоль и флюсы, приготовляемые на ее основе с добавлением неактивных веществ — спирта, скипидара, глицерина. Остаток канифоли негигроскопичен и является хорошим диэлектриком.

Данные о флюсах, наиболее часто применяемых в любительской практике, приведены в табл.

● Пайка алюминия припоями ПОС затруднительна, но все же возможна, если оловянно-свинцовый припой содержит не менее 50 % олова (ПОС 50, ПОС 61, ПОС 90).

В качестве флюса применяют минеральное масло. Лучшие результаты получаются при использовании щелочного масла (для чистки оружия после стрельбы). Удовлетворительное качество пайки обеспечивает минеральное масло для швейных машин v точных механизмов.

Способ удаления остатков

Пайка меди, латуни, бронзы легкоплавкими припоями

Протирка кистью или тампоном, смоченным в спирте или ацетоне

Канифоль — 15—18; спирт этиловый — остальное (флюс спирто-канифоль-ный)

То же, и пайка в труднодоступных местах

Канифоль—6; глицерин—14; спирт (этиловый или денатурированный) — остальное (флюс глицерино-кани-фольный)

То же, при повышенных требованиях к герметичности паяного соединения

Активные (кислотные) флюсы:

Способ удаления остатков

Хлористый цинк — 25— 30; соляная кислота — 0,6—0,7; вода — остальное

Пайка деталей из черных и цветных металлов

Тщательная промывка в воде

Хлористый цинк (насыщенный раствор) — 3,7; вазелин технический — 85; дистиллированная вода — остальное (флюс-паста)

То же, когда по роду работы удобнее пользоваться пастой

Канифоль — 24; хлористый цинк — 1; спирт этиловый — остальное

Пайка цветных и драгоценных металлов (в том числе золота), ответственных деталей из черных металлов

Промывка в ацетоне

Канифоль—16; хлористый цинк — 4; вазелин технический — 80 (флюс-паста)

То же, для получения соединений повышенной прочности, но только деталей простой конфигурации, не затрудняющей промывку

Хлористый цинк—1,4; глицерин — 3; спирт этиловый — 40; вода дистиллированная — остальное

Пайка никеля, платины и сплавов, в которые входит платина

Тщательная промывка в воде

На место пайки наносят флюс и поверхность алюминия под слоем масла зачищают скребком или лезвием ножа, чтобы удалить имеющуюся всегда на поверхности алюминия оксидную пленку. Паяют хорошо нагретым паяльником. Для пайки тонкого алюминия достаточна мощность паяльника 50 Вт, для алюминия толщиной 1 мм и более желательна мощность 90 Вт. При пайке алюминия толщиной более 2 мм место пайки нужно предварительно прогреть паяльником и только после этого наносить флюс.

● Пайка алюминия припоем П250А. Припой содержит 80 % олова и 20 % цинка. Коррозионная стойкость паяных швов, выполненных припоем П250А, несколько ниже, чем выполненных оловянно-свинцовыми припоями.

Флюс представляет собой смесь олеиновой кислоты и йодида лития. Йодид лития (2—3 г) помещают в пробирку или колбу и добавляют 20 мл (около 20 г) олеиновой кислоты (в состав флюса может входить от 5 до 17 % йодида лития). Смесь слегка подогревают, опустив пробирку в горячую воду, и перемешивают до полного растворения соли. Готовый флюс сливают в чистую стеклянную посуду и охлаждают. Если используется водная соль лития, то при ее растворении на дно пробирки опускается слой водной смеси, а флюс всплывает, и его осторожно сливают. Перед пайкой жало хорошо прогретого паяльника (температура жала должна быть около 350 °С) зачищают и лудят припоем П250А, пользуясь чистой канифолью. Соединяемые поверхности деталей смачивают флюсом, лудят и паяют. После охлаждения остатки флюса удаляют тампоном из ткани, смоченным в спирте, и покрывают шов защитным лаком. Флюс в процессе пайки не выделяет токсичных или обладающих резким запахом веществ. С ткани и кожи рук он легко смывается водой с мылом.

● Пайка нихрома (нихром с нихромом, нихром с медью и ее сплавами, нихром со сталью) может быть осуществлена припоем ПОС 61, ПОС 50, хуже— ПОС40 с применением флюса следующего состава, г: вазелин— 100, хлористый цинк в порошке—7, глицерин—5. Флюс приготовляют в фарфоровой ступке, в которую кладут вазелин, а затем добавляют, хорошо перемешивая до получения однородной массы, последовательно хлористый цинк и глицерин.

Соединяемые поверхности тщательно зачищают шлифовальной шкуркой и протирают ваткой, смоченной в 10 %-ном спиртовом растворе хлористой меди, флюсуют, лудят и только после этого паяют.

● Паяльная паста. При пайке в домашних условиях припой обычно наносят с помощью горячего паяльника. Контролировать количество расплавленного припоя, переносимое паяльником, крайне затруднительно: оно зависит от температуры плавления припоя, температуры и чистоты жала и от других факторов. Не исключено при этом попадание капель расплавленного припоя на проводники, корпуса элементов, изоляцию, что приводит иногда к нежелательным последствиям. Это заставляет вести работу крайне осторожно и аккуратно, и все же бывает трудно добиться хорошего качества пайки. Облегчить пайку и улучшить ее можно с помощью паяльной пасты. Для приготовления пасты напильником измельчают припой и смешивают его опилки со спирто-канифольным флюсом. Количество припоя в пасте подбирают опытным путем. Если паста получилась слишком густой, в нее добавляют спирт. Хранить пасту нужно в плотно закрывающейся посуде. На место пайки пасту наносят небольшими дозами металлической лопаточкой. Применение паяльной пасты позволяет избежать перегрева малогабаритных деталей и полупроводниковых приборов.

● “Паяльная лента” незаменима при сращивании проводов, трубок, стержней, когда нет возможности воспользоваться электрическим паяльником. Чтобы изготовить паяльную ленту, необходимо сначала составить пасту из порошка припоя, канифоли и вазелина. Порошок получают путем опиливания прутка припоя напильником с крупной насечкой (мелкая забивается припоем). Приготовленную пасту наносят тонким ровным слоем на миткалевую ленту.

Место пайки обматывают в один слой “паяльной лентой”, смачивают бензином или керосином и поджигают. Предварительно соединяемые поверхности желательно облудить.

● Лужение проводов в эмалевой изоляции. При зачистке выводных концов обмоточных проводов ЛЭШО, ПЭЛШО, ПЭЛ и ПЭВ при помощи наждачной бумаги или лезвия нередки надрезы и обрывы тонких жил провода. Зачистка проводов путем обжига также не всегда дает удовлетворительные результаты из-за возможного оплавления проводов малого сечения. Кроме того, в месте обжига провод теряет прочность и легко обрывается. Для зачистки эмалированных проводов малого сечения можно использовать полихлорвиниловую трубку. Отрезок трубки, кладут на дощечку и, прижимая провод к трубке плоскостью жала хорошо разогретого паяльника, легким усилием 2—3 раза протягивают провод. При этом одновременно происходит разрушение эмалевого покрытия и лужение провода. Применение канифоли при этом необязательно. Вместо полихлорвиниловой Трубки можно воспользоваться обрезками монтажного провода или кабеля в полихлорвиниловой изоляции.

● Эмалированный провод ПЭЛ, ПЭВ, ПТВ любого диаметра можно лудить с помощью аспирино-канифольной пасты. Аспирин и канифоль нужно растолочь в порошок и смешать (в массовом соотношении 2:1). Полученную смесь развести этиловым спиртом до пастообразного состояния. Конец провода погружают в пасту и жалом горячего паяльника с небольшим усилием проводят по проводу или перемещают провод под жалом. При этом эмаль разрушается и провод лудится. Для удаления остатков ацетилсалициловой кислоты (аспирина) провод еще раз лудят с чистой канифолью.

● Вместо припоя — клей. Часто бывает необходимо паять провод к детали, изготовленной из металла, трудно поддающегося пайке, — нержавеющей стали, хрома, никеля, сплавов алюминия и др. В таких случаях для обеспечения надежного электрического и механического контакта можно использовать следующий способ.

Деталь в месте присоединения провода тщательно зачищают от грязи и оксидов и обезжиривают. Луженый конец провода обмакивают в клей БФ-2 и жалом нагретого паяльника прижимают к месту соединения в течение 5—6 с. После остывания на место контакта наносят 1—2 капли эпоксидного клея и сушат до полного затвердевания.

● Сварка вместо пайки значительно сокращает время, затрачиваемое на монтажные работы. Электросварка дает соединения, выдерживающие последующий нагрев при высоких температурах, не требует припоев, флюсов, предварительного лужения, позволяет соединять черные металлы и их сплавы (например, провода электронагревательных приборов).

Для сварки необходимо иметь источник постоянного или переменного тока напряжением 6—30 В, обеспечивающий силу тока не менее 1 А. Электродом для сварки служит графитовый стержень от использованных батарей КБС или других, заточенный под углом 30—40°. В качестве держателя электрода можно использовать щуп от авометра с наконечником “крокодил”. В местах будущей сварки предварительно зачищенные проводники скручивают жгутом и соединяют с одним из полюсов источника тока. Электродом, соединенным с другим полюсом источника тока, разогревают место, подлежащее сварке. Расплавленный металл образует соединение каплевидной формы. По мере выгорания графита в процессе работы электрод следует затачивать. С приобретением навыка сварка получается чистой, без окалины.

Вести сварку необходимо в светозащитных очках.

Добавить комментарий