Какие бывают флюсы для пайки?

Флюсы для пайки: применение, назначение и классификация

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

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

Основные виды флюсов

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

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

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

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

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

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

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

Состав и описание канифоли для пайки

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

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

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

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

Активаторами же являются такие присадки:

  • Салициловая кислота.
  • Органические соединения галогенов.

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

Бура и её применение

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

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

Использование ортофосфорной кислоты

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

Принципы применения и техника безопасности

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

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

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

Припои для пайки. Виды и свойства. Состав и флюсы. Плавление

Для соединения различных металлических деталей между собой часто применяется пайка. Этот вид соединения популярен в различных сферах жизни и производства. Чаще им пользуются радиолюбители и домашние мастера.

Пайка может выручить как при ремонте компьютера, телевизора, радиотехники, так и в промышленности, ремонте холодильников. Пайка хороша в создании герметичности соединения. А некоторые материалы по-другому просто невозможно соединить.

Не все металлы можно соединить сваркой. А чтобы пайка получилась качественной и герметичной, необходимы навыки работы, хорошие инструменты и соответствующие припои для пайки и флюсы.

Составы и виды припоев и флюсов выбирают в соответствии с материалами, из которых изготовлены соединяемые материалы. Например, для алюминия нужен совсем другой флюс, нежели чем для меди. Рассмотрим основные свойства припоев, их применяемость, особенности использования.

Основные свойства

В качестве припоя применяют разные сплавы металлов. Есть сплавы на одном чистом металле, обычно это олово. Металлы, входящие в состав припоя, отличаются между собой разными параметрами.

Смачиваемость

Любые припои для пайки в обязательном порядке должны обладать свойством смачиваемости, иначе соединяемые детали невозможно будет соединить качественной пайкой.

Смачиваемостью называется явление, при котором надежность связи между молекулами твердого вещества с жидкостью больше, чем у жидкости. При наличии хорошей смачиваемости жидкость расходится по поверхности, при этом заполняет все ее полости. Когда припой недостаточно смачивает металл, его не применяют для этого металла. Для пайки меди чистый свинец не используют, он не смачивает медь.

Температура плавления

Несмотря на вид припоя, у любого вида температура плавления не должна быть больше, чем температура спаиваемых деталей. Однако она должна быть больше рабочих температур материалов, чтобы при работе спаянного устройства припой не расплавился.

В этом вопросе есть два порога температуры. Первый – это температура, во время которой только начинается плавление самых легкоплавких составляющих припоя, а второй – это когда весь припой превратился в жидкость. Интервал между этими двумя значениями называется интервалом кристаллизации припоя.

Если соединенное пайкой место будет находиться при температуре кристаллизации, то место пайки может быстро разрушиться, даже от небольшой нагрузки, так как соединение будет иметь повышенное электрическое сопротивление и хрупкость. Во время пайки нужно знать, что пока припой окончательно не затвердел, нельзя прикладывать к нему какие-либо нагрузки.

Свойства припоев

В любом составе припоя не должны содержаться вещества, обладающие токсичными свойствами для человека, выше нормы. Припои для пайки должны иметь свойства термостабильности и электростабильности. При выборе припоя учитывается теплопроводность припоя и его тепловое расширение. Они должны быть на уровне с паяными деталями.

Виды припоев

Все припои для пайки разделяются на твердые и мягкие. Температура плавления твердых припоев составляет более 450 градусов, а мягких – до этого значения.

Мягкие припои для пайки

Наиболее популярные из них являются сплавы олова и свинца с различным процентным соотношением. Для придания особых свойств припою, в него могут добавить вспомогательные составляющие. Кадмий и висмут используются для уменьшения температуры плавления. Сурьма повышает прочность пайки.

Припой на олове и свинце имеют малую температуру плавления и низкую прочность. Для ответственных деталей такой припой лучше не применять. Если приходится паять мягким припоем детали, подверженные серьезным нагрузкам, то рекомендуется повысить площадь пайки деталей.

Наиболее популярными припоями мягкого типа стали от ПОС – 18 до ПОС – 90. Цифры в маркировке обозначают процентное содержания олова в припое. Эти марки припоев применяют в производстве приборов, а также электронных устройств. ПОС-90 служит для пайки деталей, подвергающихся в дальнейшем гальванике. ПОС-61 применяется для пайки точных устройств, особо ответственных деталей из различных материалов. Им осуществляют пайку латуни, меди, когда нужна прочность соединения и повышенная электропроводность.

ПОС-40 применяется для неответственных деталей, для которых не нужна особая точность. Зону пайки можно нагревать до высокого значения температуры. ПОС-30 хорошо сочетается с латунью и медью, а также стальными сплавами.

Твердые припои для пайки

Среди твердых припоев с большой температурой плавления имеется две группы: сплавы меди и серебра. К медным видам припоев можно отнести припои, созданные на основе цинка и меди, которые хорошо сочетаются для соединений, предназначенных для статической нагрузки. Эти сплавы хрупкие, поэтому их не нужно применять для пайки материалов с ударной или вибрационной нагрузкой.

Другие виды припоя

Имеются и другие виды припоя, которые редко применяются. Они необходимы для пайки редких металлов, либо для особых специальных условий. Есть припои на основе никеля, служащие для деталей, работающих при высоких температурах, либо изготовленных из нержавеющей стали. Золотые припои используют для вакуумных трубок. Имеются также припои магния.

Читайте также  Пайка железа оловом
Форма выпуска

Припои выпускают в виде различных форм и упаковок. Чаще припои изготавливают в виде проволоки, фольги, либо порошка или таблеток. Также бывают гранулированные припои, паяльные пасты. Форма припоя выбирается в зависимости от вида зоны пайки.

Пайка алюминия

Алюминиевые детали соединяют с помощью пайки, при этом используют специальные припои. Пайку алюминия используют в промышленности, бытовых условиях.

Вообще, пайку алюминия считают сложной работой. Так получается, когда неправильно выбирают вид припоя. Берут совсем не тот припой, какой нужно, предназначенный для других металлов. Причина трудной пайки заключается в образовании оксидной пленки, которая не позволяет создать хорошую смачиваемость алюминия.

Чтобы запаять алюминиевую деталь, применяется припой, содержащий цинк, серебро, медь, алюминий и кремний. В торговой сети имеется множество припоев с такими составляющими в разных пропорциях. При выборе следует учесть, что наибольшая коррозионная стойкость и прочность соединения достигается припоем с значительным содержанием цинка.

Алюминий можно также спаять и обычным припоем из свинца и олова, но для этого нужна качественная подготовка поверхности, которая включает в себя зачистку металлической щеткой из нержавеющей стали. При пайке нужно использовать активный флюс. Но такой способ редко применяется.

Пайку алюминия производят при высокой температуре. Наиболее применяемые припои для пайки алюминия – это алюминиево-медно-кремниевые составы.

Пайка меди

Медь паять легче всего. С ней сочетаются практически все виды припоев. Применяются как мягкие легкоплавкие припои, так и твердые виды, а также сплавы олова, свинца, серебра, цинка и т. д.

Для ремонта компьютера или телевизора подходят любые мягкие припои. Для пайки труб, водопровода, холодильника применяют твердые припои. Соблюдая эти простые правила можно получить хороший результат.

Пайка нержавейки

Для соединения пайкой деталей, изготовленных из нержавеющей стали, специалисты рекомендуют применять припой, состоящий из свинца и олова. Неплохой результат получается с припоем, содержащим кадмий. Можно использовать мягкие припои на основе цинка.

Их нельзя применять совместно с низколегированными сталями, а также углеродистыми сплавами. Наиболее оптимальный вариант припоя для нержавеющей стали – это припой из чистого олова, тем более, если пайка будет соприкасаться с пищевыми продуктами.

При проведении пайки в сухом месте или в печи, используют марганец с серебром, чистую медь или припои на никеле и хроме. Во время пайки в условиях коррозии, применяют тиноли на основе серебра с частью никеля.

Пайка стали

Эффективным припоем для соединения деталей из стали является ПОС-41. Другие припои для пайки также можно применять, но они не совсем подходят для этих целей. Припой на основе цинка плохо сочетается со сталью, особенно низколегированных и углеродистых сплавов.

Как самому приготовить припой

Для приготовления припоя своими руками составляющие части (обычно это свинец и олово) взвешивают на весах. Эту смесь плавят в тигле на газовой горелке. Расплавленный состав перемешивают металлическим стержнем.

Далее, небольшой пластинкой из стали снимают шлак с поверхности расплавленного припоя, затем аккуратно разливают его в формочки, сделанные из жести, либо гипса.

Плавку осуществляют в проветриваемом помещении, с соблюдением мер безопасности, то есть, надевают очки, фартук, перчатки.

Виды флюсов

Ни одна пайка не обходится без флюса, так же как без припоя. Это химическое вещество, растворяющее и поглощающее окислы. Флюс осуществляет защиту металла от окисления и способствует смачиванию соединяемых деталей.

Для процесса пайки припоем на основе олова и свинца используют флюс на основе соляной кислоты, либо хлористого цинка. Флюсом может служить также хлористый аммоний или бура. Эти флюсы являются активными. Пассивные флюсы состоят из канифоли, масла, вазелина и других подобных веществ.

Например, с мягкими видами припоев можно применять раствор соляной кислоты. Со сталью, медью и латунью используют хлористый цинк. Жирные вещества способен растворять нашатырный спирт. Для пайки алюминиевых сплавов в качестве флюса применяют смесь из тунгового масла, хлористого цинка, канифоли. Имеет свое применение и фосфорная кислота.

Флюс для пайки металлов — что это такое?

Во многих отраслях промышленности и в бытовых условиях для соединения металлических деталей и для ремонта любой аппаратуры применяется пайка. Для того чтобы работа была качественной, необходим специальный инструмент и расходные материалы в виде припоя и флюса. И если с инструментами и припоем все относительно понятно, то о флюсе знают немногие. Поэтому перед процессом пайки необходимо разобраться – что такое флюс и зачем он нужен?

Флюсы – определение, предназначение

Флюсами являются химические активные вещества, с помощью которых паяемые поверхности очищаются от жировых загрязнений и оксидных пленок. На обработанных флюсом деталях снижается поверхностное натяжение, вследствие чего улучшается растекание припоя. Кроме этого, это химическое вещество способно защитить места соединения от воздействия внешней среды.

Без обработки флюсом припой может не прикрепиться к поверхности обрабатываемых деталей. Поэтому материал следует выбирать тщательно, руководствуясь следующими требованиями:

  1. Флюс должен иметь температуру плавления меньше, чем у припоя.
  2. Он не должен химически взаимодействовать с припоем. То есть при расплавлении двух этих материалов должны образовываться два несмешиваемых слоя.
  3. В газообразном состоянии материал должен способствовать растеканию припоя.
  4. В жидком состоянии он должен хорошо растекаться, смачивая соединяемые изделия и затекая между ними.
  5. Материал должен разрушать и удалять с поверхностей образующиеся на них неметаллические пленки.
  6. Он должен быть минимально активным или химически инертным по отношению к паяемым сплавам и металлам.

Какими бывают флюсы для пайки

Чаще всего материал для пайки готовят из 10 грамм хлорида аммония и 30 грамм хлорида цинка, растворяя их в 60 миллилитрах воды.

Также используется «паяльная кислота» или «паяльная жидкость». Их можно приготовить из консервированной соляной кислоты и металлического цинка:

  • кислоту налить в фарфоровую или стеклянную посуду и порциями добавить цинк;
  • в результате растворения цинка в кислоте должен начать выделяться кислород и образоваться хлорид цинка;
  • после того как выделение кислорода замедлится, емкость следует поставить в теплую воду;
  • по окончании реакции жидкость сливается и остается только нерастворившийся цинк, к которому нужно добавить нашатырь (2 грамма аммония на 3 грамма металлического цинка).

Жидкость можно не сливать, а выпарить досуха. Затем непосредственно перед пайкой полученная смесь растворяется в воде (1:2).

Однако приготовленные таким образом флюсы подходят не для всех металлов. По степени эффективности они подразделяются на три группы:

Защитные или некоррозиные материалы из-за своей слабой активности не способны очистить поверхность большинства металлов от коррозийной пленки. Главным образом они используются для соединения меди, ее сплавов и покрытых кадмием, оловом или серебром стальных изделий. При этом припои должны быть только легкоплавкими. К защитным флюсам относится канифоль и ее различные растворы, вазелин, стеарин, воск, древесные смолы.

Слабокоррозийные вещества по сравнению с некоррозийными более активны. Чаще всего это растворенные в спирте, воде или производных органических кислотах минеральные масла, животные жиры, органические кислоты (щавелевая, бензольная, стеариновая, олеиновая, лимонная, молочная и т. д.). Для того чтобы ослабить коррозийное действие таких веществ, к ним добавляется канифоль или другие вещества, которые не вызывают коррозии. Применяются слабокоррозийные вещества при пайке только с легкоплавкими припоями, так как они легко разлагаются, сгорают и испаряются.

Коррозийные флюсы для пайки состоят из фторидов и хлоридов металла, неорганических кислот. Они способны разрушать любые стойкие пленки цветных и черных металлов, поэтому эффективны при пайке любым способом. Применяются коррозийные материалы в виде водных растворов в пастообразном и твердом состоянии.

Флюсы для различных металлов

Материалы для пайки алюминия

Соединить алюминиевые изделия с помощью пайки в обычных условиях удается с трудом, так как оксидная пленка на его поверхности образуется мгновенно. Поэтому расплавленной канифолью его следует заливать сразу после зачистки.

Для пайки алюминия необходим мощный паяльник, а также специальный припой и флюс.

В большинстве случаев соединения алюминиевых деталей производится оловянно-свинцовыми и многокомпонентными припоями, в состав которых входит висмут, кадмий, цинк и другие материалы. Применяться они могут и к сплавам алюминия. Такие припои способствуют долговечному и отличному соединению алюминиевых изделий.

Для пайки алюминия чаще всего выбирается концентрированная ортофосфорная кислота или «бинарный» флюс. Безотмывочный материал на деталь необходимо наносить тонким слоем до тех пор, пока поверхность не побелеет.

Также использовать можно активный безотмывочный флюс, после применения которого промывка поверхностей не требуется. С его помощью можно производить пайку меди и нержавеющей стали.

Чем очистить нержавеющую сталь

Для нержавейки в большинстве случае применяется ортофосфорная кислота. Это вещество неорганического происхождения средней силы представляет собой гигроскопические бесцветные кристаллы. Доведенная до 213С, она превращается в пирофосфорную кислоту.

Как правило, для нержавеющей стали применяется флюс в виде 85% водного раствора фосфорной кислоты. Однако использовать можно и другие растворители, например, этанол.

Кислота на поверхность стали наносится тонким слоем, очищая тем самым ее от загрязнений и ржавчины и образовывая защитную от коррозии пленку.

Флюс для латуни

Такой материал требует специального флюса. Однако использовать можно и универсальный, который подходит для пайки оцинкованного железа, алюминия, меди, коррозийно-стойких сплавов, бронзы.

Перед употреблением специальный для латуни флюс необходимо взболтать. С его помощью получится прочное соединение и образуется антикоррозийное покрытие.

Материал для обработки серебра

Для пайки серебра выбор рекомендуется остановить на специализированном флюсе. Этот материал обезвредит зону пайки и предотвратит появление оксидной пленки. Перед его применением поверхность серебряных изделий надо немного подогреть с помощью газовой горелки.

Диапазон рабочей температуры флюса для серебра – 520-820С. Благодаря ему достигается отличное крепкое соединение серебряных деталей.

Флюс для черных металлов

Для пайки черных металлов используется хлорид цинка, который является активным флюсом. Кроме него, можно выбрать материалы малой или средней активности, например, хлорид аммония. Подобный флюс также применяется для эмалированных металлических ванн.

Активный флюс может быть в виде раствора, порошка или пасты. Наиболее востребована паяльная паста. Достойная альтернатива ей – трубка припоя, которая имеет в своем составе флюс-наполнитель.

Флюсы для обработки микросхем

Раньше для пайки плат и других различных деталей использовалась только канифоль, которая относится к активным флюсам. Однако спиртовой канифольный раствор для ремонта микросхем применять не рекомендуется, так как он имеет несколько существенных недостатков:

  1. При высоких температурах канифоль удаляет не только окись металла, но и сам металл.
  2. Большой проблемой становится очистка пайки после применения канифоли. Ее остатки смываются только растворителями или спиртом. Оставлять же излишки флюса на плате нельзя, так как возможны вызванные загрязнениями различные замыкания.

Но выход для радиолюбителей есть. Современные рынки материалов предлагают большой выбор разных флюсов, с помощью которых обеспечивается высокое качество пайки, не разрушается жало паяльника и которые легко смываются водой. Продаются такие материалы чаще всего в удобных для их применения упаковках — шприцах.

В некоторых случаях вместо канифоли можно использовать ее заменители:

  1. Смолу ели или сосны можно приготовить самому. Для этого собранную с деревьев смолу следует растопить в жестяной банке и разлить по небольшим коробочкам. Огонь, на котором будет топиться смола, должен быть слабым, иначе она может воспламениться.
  2. Таблетку аспирина тоже можно использовать вместо канифоли. При плавлении аспирин издает неприятный запах, что является его существенным недостатком.
  3. Канифольный лак продается в хозяйственных магазинах и применяется вместо канифоли в спирте. Кроме этого, его можно использовать для антикоррозийного покрытия металлов.
Читайте также  Что нужно для пайки медных труб?

После использования флюса готовую пайку следует обязательно прочистить смоченной в растворителе жесткой кисточкой или щеточкой, а также протереть смоченной в спирте-ректификате тряпочкой.

Сейчас выпускаются флюсы, которые не содержат вызывающих коррозию и окисление компонентов и не проводят электрический ток. Поэтому после их применения плату промывать необязательно. Нужно только удалять излишки.

Для того чтобы жидкий флюс нанести на плату, можно воспользоваться ватной палочкой, кисточкой или специальным удобным «флюсапликатором». Стоит такое приспособление достаточно дорого, поэтому дешевле сделать его самому:

  • одноразовый медицинский шприц разрезать на две части;
  • в резиновую трубку с внутренним диаметром в 5-6 миллиметров вставить разрезанные части шприца;
  • иголку укоротить и слегка изогнуть.

«Флюсоапликатор» готов, теперь им можно обрабатывать плату. Для этого нужно слегка нажать на шланг и выдавить капельку флюса. Чтобы иголка не засыхала, в нее нужно вставить кусочек проволоки.

Флюсы в виде пасты или геля наносить на соединяемые детали можно одноразовым шприцем с толстой иглой.

Разобравшись, что такое флюс, и начав применять его для припоя металлических деталей, важно делать это в соответствии с техникой безопасности. Во время работ с химически активными веществами помещение нужно обязательно проветривать, а саму пайку производить в очках и защитных перчатках.

Активный и неактивный флюс

Флюсы растворяют и удаляют оксиды и загрязнения с поверхности паяемого соединения. Во время пайки они защищают от окисления поверхность нагреваемого металла и расплавленный припой. Всё это способствует увеличению растекаемости припоя, следовательно, улучшению качества пайки.

Флюс выбирают в зависимости от свойств соединяемых пайкой металлов или сплавов и применяемого припоя, а также от способа пайки.

Флюсы бывают неактивными(безкислотными) и активными( с содержанием кислоты)

Остатки флюса, особенно активного, 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 не представляет опасности для паяного соединения.

К неактивным относятся флюсы :

на основе канифоли ;

Жир паяльный нейтральный ;

Применяются при пайке меди, латуни, бронзы легкоплавкими припоями,

пайки элементов радиомонтажа.

Применяется для высокотемпературной пайки углеродистых сталей чугуна, меди, твердых сплавов медными и серебряными паяльными сплавами.

Применяется при пайке нержавеющей стали, цинка, серебра, меди и ее сплавов.

Применяется при пайке стали, чугуна, меди малооловянистыми припоями или припоями на основе висмута.

Применяется при пайке по окисленой меди, по чёрному металлу, по нержавеющей стали.

Применяется при пайке углеродистых и низколегированных сталей, меди, никеля и их сплавов.

Паяльный жир активный

Применяется при пайке окисленных деталей из черных и цветных металлов.

Применяется при пайке нихрома, константана, манганина, бериллиевой и алюминиевой бронз, коррозионно-стойких сталей легкоплавкими припоями при температуре 300°C .

Применяется при пайке нержавеющих сталей и бронз (в особенности алюминиевых и бериллиевых) легкоплавкими припоями при температуре 150 – 300°C .

Флюс для алюминия

Применяется при пайке алюминия, нержавеющих сталей, никеля, меди и других металлов.

Пайка представляет собой процесс соединения радиоэлементов между собой, и для этого требуется применение различных присадочных материалов, таких как припой и флюс.

Припой представляет собой металл или сплав различных металлов, имеющий температуру плавления меньшую, чем в соединяемых металлах. Он обеспечивает прочное соединение и заполняет зазоры между соединяемыми частями заготовки.

Требования к флюсам

Для улучшения спаивания деталей и качества получаемого соединения, а также очищения поверхности от оксидной пленки и жировых загрязнений, применяются различные флюсы. Любой применяемый в работе флюс должен выполнять следующие требования:

  1. Температура плавления должна быть ниже температуры плавления припоя. Это основное условие качественного соединения деталей.
  2. Не должен вступать в реакцию с припоем.
  3. Должен обеспечивать хорошее растекание припоя по поверхности и смачивать все обрабатываемые изделия.
  4. Должен удалять и разрушать все оксидные и жировые пленки.
  5. Остатки должны хорошо смываться с поверхностей.

Флюсы принято делить на активные и нейтральные в зависимости от наличия в их составе кислот. Кислотные активно взаимодействуют с многими растворяемыми оксидными пленками и жирами.

При этом они выделяют токсичные вещества при испарении и могут со временем повредить печатную плату, если их не удалить. Это связано с тем, что активная кислота, входящая в состав данных флюсов, хорошо растворяет различные металлы, например, те, из которых состоят радиодетали и сама плата.

Нейтральные варианты зачастую лишены этих недостатков, но пайка проходит не так качественно, как при применении кислотных.

Группы флюсов

Все существующие препараты можно разделить по эффективности на три группы согласно ГОСТу:

  • Нейтральная группа. Из-за почти нулевой активности компонентов данные флюсы слабо очищают поверхности, а припои, которые используются с ними, должны быть легкоплавкими. Применяются при работе с медными материалами, медью, покрытой кадмием, серебром и оловом. К этой категории относят канифоли, воски, древесные смолы и стеарин.
  • ЛТИ 120. Состав представлен канифолью (20%), этиловым спиртом (95%) и вспомогательными добавками, такими как триэтаноламин (2%) и диэтиламин солянокислый (3−5%). Обладает низкой стоимостью, не проводит электрический ток, что позволяет использовать этот флюс для пайки радиодеталей. В комплекте часто идет удобная кисточка, которой легко наносить материал на место пайки. К некоторым недостаткам можно отнести быстрое испарение и потенциальную токсичность.
  • СКФ. Спирто-канифольный флюс состоит из этилового спирта (60−80%) и сосновой канифоли (20−40%). Неактивный материал, который можно изготовить самостоятельно, добавив в спирт измельченную канифоль. Слабо коптит, удобен в нанесении. К недостатку относят быстрое высыхание по причине испарения спирта, поэтому хранить его следует в плотно закрытой таре.
  • Оксидал. Применяется для чистки жала паяльника, а также пайки сильно окисленных и загрязненных медных проводов.

Вышеперечисленные материалы являются самыми доступными и популярными. Кроме них существуют специальные флюсы в виде гелей, но они обладают очень высокой стоимостью и вряд ли потребуются в любительском радиоделе.

Чем заменить флюс для пайки

При отсутствии флюса и невозможности его приобретения можно применять некоторые подручные материалы, но следует помнить, что качество пайки будет очень низким, а остатки материала зачастую трудноудалимы или токсичны. Тем не менее о некоторых адекватных вариантах следует знать.

  • Аспирин. Салициловая кислота или раствор таблетки аспирина в воде может применяться при пайке, но его пары слишком токсичные, и очень желательно работать в нежилых помещениях с хорошей вентиляцией, а лучше всего на открытом воздухе. Обладает всеми недостатками активных флюсов, требует обязательной промывки поверхности после пайки.
  • Нашатырь, а также лимонная или уксусная кислота тоже может применяться как замена флюсам, при этом их концентрация не требует дополнительного разведения водой.
  • Глицерин может подойти для пайки радиодеталей на плате, но имеет остаточное сопротивление и хорошую гигроскопичность, поэтому обязательно промывается с платы.

Следует помнить, что пайка будет качественной в том случае, когда флюс подобран правильно. Для каждого металла есть идеально подходящие флюсы, а другие могут не сработать. Помимо этого, очень не рекомендуется паять платы активными флюсами, особенно имеющими в своем составе кислоты, поскольку при неполном удалении остатков флюса с поверхности печатной платы активные компоненты будут уничтожать токопроводящие медные дорожки.

Паять детали следует паяльником с идеально залуженным жалом, а при появлении нагара стараться очищать жало в оксидале, это позволит провести очень хорошую пайку. По завершении работ остатки флюса с поверхности спаянных деталей и плат обязательно нужно удалять подходящим способом. Дорожки платы можно покрывать специальными лаками, например, цапонлаком, это позволит защитить их от влаги.

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 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.

Читайте также  Аппарат для пайки труб из полипропилена

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.

Какие бывают флюсы для пайки?

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

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

Выбор припоя для пайки

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

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

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

Разновидности припоев.

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

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

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

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

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

Форма радиолюбительских припоев

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

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

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

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

Самостоятельное приготовление припоя

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

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

Флюсы для пайки

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

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

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

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

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

Требования к радиолюбительским флюсам

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Ранее ЭлектроВести писали, Украина через три года будет вынуждена покрывать дефицит электроэнергии за счет ее импорта в случае дальнейшего невыполнения Национального плана сокращения выбросов от больших сжигательных установок (НПСВ) на ТЭС.