Припои и флюсы

Виды припоя и флюса

Припои и флюсы

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.

Читайте также:  Антенна для диапазона 160м с низкой высотой подвеса

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.

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.

Источник: http://elektronika-muk.ru/konspekt/vidy-pripoja-i-fljusa.html

Припои и флюсы два в одном

Во многих ситуациях проведение пайки требует большого мастерства. В значительной мере упрощает работу совмещение функций припоев и флюсовых смесей в одном изделии.

Существует несколько видов такой продукции, каждый из которых имеет свои особенности, – это пастообразные смеси, готовый припой с канифолью, изготовленный в виде проволоки, и трубчатый припой с флюсом. Выбор определяется режимом проведения пайки, характером детали, требованиями к шовному соединению.

Проволока с канифолью

Совмещение двух расходных материалов в одном изделии существенно упрощает процедуру, улучшает эффективность и результативность работы. Если канифоль как флюс добавляют отдельно, велика вероятность прибавления лишнего количества.

В готовой проволоке с флюсом соотношение фиксировано, оговорено ГОСТом.

Чаще всего продукцию поставляют в бухте или катушке. Исполнение с упаковкой проволоки в бухты предназначено для постоянной работы в промышленных масштабах. В ассортименте присутствуют изделия самой разнообразной толщины.

Продукция в виде катушек применяется при несколько меньших масштабах использования.

Этот вариант пригоден как для отдельных мастеров, так и для ремонтных предприятий. Толщина проволоки, упакованной в катушки, варьируется от 0,8 мм до максимально возможных 2 мм.

Припойная составляющая представлена сплавом из 2/5 частей свинца и 3/5 частей олова. Каждая гранула припоя окружена канифолью, общая концентрация которой варьируется от 0,8 % до 1,2 %.

Удобство проволоки обусловлено ее гибкостью. При пайке такую смесь можно легко ввести в любой зазор, где она расплавится и обеспечит хорошее обволакивание деталей, образование прочного шва.

Неудобство заключается в низкой температуре плавления смеси. Детали, сделанные из тугоплавких сплавов, таким расходным материалом паять не удастся.

Работа с проволочным припоем, содержащим флюс из канифоли, аналогична стандартной пайке. Сначала детали нужно очистить, затем нагреть их до требуемой температуры и внести в рабочую зону расходный материал.

Устройство трубок

Применение материалов с двойными функциями в виде трубок экономически и технологически выгодно. Расход сокращается почти на 40 %, исчезает необходимость удалять оставшийся флюс после пайки.

Трубчатый припой содержит 1, 3 или 5 внутренних каналов, в которые помещают флюс. Преимуществ использования такого вида расходных материалов несколько:

  • одновременная подача в рабочую зону двух составов;
  • улучшение конечного результата;
  • увеличение скорости работы;
  • упрощение пайки в труднодоступных участках;
  • сокращение потерь средств;
  • возможность строгого дозирования;
  • исключение вероятности попадания грязи во флюс.

Трубки с одной внутренней полостью могут немного усложнять пайку из-за быстрого вытекания флюса в рабочую зону. При работе с многоканальными припоями, содержащими флюс, такие неприятности маловероятны.

В любом случае к использованию трубчатых изделий нужно приноровиться, научиться правильно регулировать скорость подачи припоя. В целом поступление флюса по нескольким каналам минимизирует вероятность нарушения технологии спаивания.

Работа «всухую» будет полностью исключена. Флюс по нескольким каналам попадает в рабочую зону равномерно, что приводит к улучшению качества соединения.

Состав припойного материала

В состав трубок входят как традиционные, так и специальные припои.

В качестве припойной массы для многих металлов и сплавов, в частности для меди, применяют обычный сплав из олова и свинца с эвтектическими свойствами.

Соотношение металлов может в некоторой степени варьироваться. Рекомендации по применению таких трубок, соответствуют указаниям по использованию однородных припоев из олова и свинца.

Для поверхностных монтажных работ лучше выбрать продукцию с диаметром от 0,46 до 1 мм. Для припаивания миниатюрных деталей производят припои с флюсом, содержащие добавки серебра. Максимальная температура плавления продукции составляет 188 ℃. Диаметр таких трубок бывает равным 0, 46 мм и 0, 56 мм.

Припои с оловом и медью имеют более высокие температуры плавления, достигающие 227 ℃. Содержание олова в них варьируется. Производят трубки с флюсами, в которых концентрация олова составляет 95,5 % и 99 %. В некоторых видах продукции присутствует добавка серебра.

Для пайки элементов алюминиевых ламп поставляют специальные припои с флюсами, содержащие 80 % свинца, 18 % олова и около 2 % серебра. Незначительное варьирование соотношения компонентов позволяет расширить диапазон температур плавления. Минимум составляет 178, максимум равен 270 ℃.

В качестве флюсов в состав трубок в большинстве случаев содержится очищенная канифоль. Строгое дозирование почти полностью исключает вероятность формирования остатков. Если таковые обнаруживаются после окончания работы, их можно не удалять.

При выборе расходного материала следует обратить внимание на информацию о производителе. Технология получения припоев с флюсом достаточно проста, что увеличивает вероятность подделок.

В некачественной продукции может нарушаться соотношение наружного и внутреннего компонентов. При профессиональном производстве содержание флюса обычно варьируется от 1 % до 4 % от общей массы трубки.

Советы по применению

Для работы с трубчатым расходным материалом можно взять любой паяльник. Важно, чтобы его форма и размеры обеспечивали требуемый контакт с деталями.

При необходимости наконечник нужно очистить лужением с помощью трубчатого припоя с флюсом. Если загрязнений на жале очень много предварительно следует провести обработку специальной губкой.

Для полной уверенности в чистоте рабочей части паяльника можно воспользоваться специальными пастообразными средствами.

Не следует допускать перегревания рабочей зоны. Для этого важно следить как за температурой нагрева паяльника, так и за продолжительностью пайки.

Пайка печатных плат требует особого внимания. Рабочую зону сначала нужно тщательно очистить. Можно купить для этого специально предназначенные растворители.

Каждая процедура пайки деталей на плате должна длиться не более 2 с. За это время одно соединение должно быть сделано. Если времени затрачено больше, то может не хватить смачивающих возможностей флюсов. В результате прочность соединения электронных компонентов с платой ухудшится.

Источник: https://svaring.com/soldering/pripoj/trubchatyj-s-fljusom

Флюсы: это приспособления для пайки, зачем такие аксессуары нужны и каких видов они бывают

Пайка на сегодняшний день широко используется в разных промышленных сферах, ее применяют, чтобы получить неразъемное соединение между твердыми материалами. Однако, чтобы работа была выполнена качественно, нужно иметь необходимый набор инструментов и оборудования, а также расходные материалы.

В числе таких материалов – флюс. И сегодня мы расскажем о том, что это такое и что этот предмет представляет собой.

Что такое флюс и его ключевые особенности

Итак, флюс – это такой сплав металлов, имеющий легкоплавкую структуру, который применяют для спаивания двух разных материалов. Этот сплав можно сделать и своими руками, если вы знаете особенности соединения двух разных материалов при термической их обработке.

Соединение двух материалов при помощи флюса выходит при условии, если на уровне шва будет выдержана та или иная температура. В зависимости от того, какой материал берется, температура варьируется в пределах от 50 до 500 градусов. Температура плавки припоя обязано быть намного выше температуры плавки материала, который вы обрабатываете.

Такая вещь, как флюс для пайки имеет несколько разновидностей, его нужно выбирать в зависимости от таких факторов:

  • металл;
  • температура пайки.
  • температура самого флюса;
  • параметров поверхности работы;
  • прочности материала;
  • его устойчивости к коррозии.

Есть две группы флюсов:

  • твердые, которые имеют высокий температурный порог;
  • мягкие, такие флюс имеют небольшую температуру плавки.

Тугоплавкий припой имеет температуру плавки 500 и более градусов, он создает достаточно прочный тип соединения. Но его недостаток состоит в том, что иногда высокая температура может вызвать перегрев ключевой детали конструкции и выведение ее из строя.

Читайте также:  Электрика в доме своими руками

А температура плавки легкоплавких припоев составляет от 50 до 400 градусов. В этот вид флюсов входят такие компоненты:

  • свинец;
  • олово;
  • другие примеси.

Такие флюсы в основном применяются для пайки предметов радиотехники при их установке.

Также есть и сверхлегкоплавкие припои, которые используют для пайки и соединения транзисторов. Температура плавки этих флюсов может достигать 150 градусов максимум.

Чтобы запаять тонкие поверхности, следует применять мягкие флюсы, а для пайки проводов с большим диаметром нужно брать твердый припой, имеющий высокий температурный порог.

Требуемые характеристики флюса такие:

  • способность нормально проводить тепло и ток;
  • прочность конструкции;
  • способность к растяжке;
  • устойчивость к коррозии;
  • различия температурных показателей при плавке припоя и основных материалов.

В виде припоя используются такие материалы, как:

  • прутья;
  • ленты;
  • проволочные катушки;
  • трубочки с колофонием;
  • прочие флюс.

Наиболее распространенная форма – это прут из олова, диаметр сечения которого составляет 1-5 метров.

Есть также и многоканальные виды флюсов, которые имеют несколько источников поступления припоя для создания более прочных соединений. Они могут продаваться в мотках или колбах, иметь спиралевидную форму и содержаться в бобинах. Для одноразового применения лучше всего брать небольшой кусок проволоки размером со спичку.

Для пайки электросхем необходимо применять трубочные флюсы, которые содержат колофоний. Это такая смола, которая играет роль припоя. Этот присадочный материал отлично способен соединять такие виды металлов, как:

Особенности легкоплавких флюсов для пайки

Флюсы для пайки мягкого типа способны плавиться при температуре до 400 градусов. С их помощью шов становится прочным, мягким и эластичным.

Легкоплавкие флюсы подразделяются на такие категории:

  • с минимальным количеством олова;
  • свинцово-оловянные;
  • специальные;
  • сверхлегкоплавкие.

Оптимальным вариантом припоя является олово, но в чистом виде оно практически не используется, поскольку этот материал слишком дорог сам по себе. Чаще всего применяют припои из олова со свинцом, которые дают прочные соединения.

Маркировка такого флюса содержит в себе процент содержащегося в нем олова. Также такие припои содержат сурьму в незначительном количестве и могут использоваться для неответственных видов соединений, которые не подвержены нагрузке или вибрации.

Флюс без свинца с низким содержанием олова используют для пайки контактов на небольших электрических схемах при температуре до 300 градусов.

При температуре от 60 до 145 градусов сверхлегкоплавкие флюсы способны переходить в жидкое состояние и применяться для ручной пайки деликатных деталей. Соединение при этом не слишком прочное.

А специальные припои нужны тогда, когда нужно получить совместимость характеристик с основным типом материала. Для этого берутся составы, которые не поддаются пайке, в том числе:

  • алюминий;
  • никель;
  • низкоуглеродистая сталь;
  • чугун.

Так, для пайки алюминиевых деталей нужно сделать припой, который почти целиком состоит из олова, а для лучше диффузии в него нужно добавить в незначительном количестве цинк, буру и кадмий.

Описание тугоплавких флюсов для пайки

Припой твердого типа используется с целью соединения швов, которые подвергаются разным нагрузкам, ударам, вибрациям и температурным перепадам. Эти флюсы способны плавиться при температуре от 400 градусов.

Припои твердого типа разделяются на такие категории:

  • медно-цинковые сплавы;
  • фосфорно-медные сплавы;
  • флюс из серебра;
  • чистая медь.

Стоит отметить, что сплавы из меди с цинком применяются не слишком часто, поскольку прочность шва не слишком высока, а стоимость их при этом неоправданно высокая.

Такой припой можно заменить на латунь, или же бронзово-цинковый сплав.

Сплав на основе меди с фосфором можно использовать при пайке деталей из меди, бронзы и латуни, которые не сильно подвергаются нагрузкам, также его применяют вместо более дорогостоящего серебряного припоя.

Твердые флюсы нельзя применять при пайке чугуна и низкоуглеродистой стали, поскольку при нагревании железа с медью или фосфором образовываются хрупкие элементы, которые затем разрушают шов.

Оптимальным вариантом припоя для железа является серебро, но очень дорогое. Однако с его помощью материалы соединяются достаточно прочно. Серебряный припой используется для пайки проводов, сложных плат на основе серебра.

Классификация альтернативных видов припоя

Также есть и другие альтернативные виды припоя:

  • флюс с повышенными антикоррозийными характеристиками на основе кислот, фосфора и растворителя. После пайки нет необходимости применять дополнительные средства для очистки;
  • флюсы жидкого типа на основе вазелина, золота, салициловой кислоты и этилового спирта. Они применяются для пайки электрических проводов или радиаторов, а швы при этом выходят аккуратными и чистыми;
  • канифоль, соединенная с воздухом. Этот флюс нейтрален и используется для электроприборов высокой точности, таких как реле, выключатели, схемы мобильников. Канифоль нужно использовать на предварительно залуженных и очищенных металлах, а чтобы качественно очистить алмазные контакты, можно взять лазер;
  • бур, смешанный с канифолью. Эта смесь используется для пайки водопроводных труб из меди, она высокоактивна и не нуждается в зачистке материалов. Бура способна плавиться при температуре около 70 градусов и при этом не выделяет вредных веществ;
  • самодельный активированный флюс, применяемый для пайки соединений, которые часто подвержены ударам и другим нагрузкам. Чтобы его приготовить, нужно смешать анилин канифоль, ангидрид, диатиламин и салициловую кислоту;
  • флюс на основе канифоли со спиртом. Относится к активным, но при этом во время высоких температурных показателей удаляется не только оксид, но и сам металл. Кроме того, после пайки нужно тщательно почистить плату.

Нельзя оставлять остатки флюса, они не только имеют непривлекательный вид, но и вредны. В электрических схемах они могут вызвать короткое замыкание, если не очистить поверхность вовремя.

Чтобы осуществить пайку трубочками с колофонием, нужно сделать следующее:

  • очистить соединяемые поверхности от окисления и грязи тщательно;
  • деталь в месте шва нужно нагревать до значения, которое превышает температуру плавки флюса;
  • производим пайку.

Такой метод не стоит практиковать для больших поверхностей с хорошей теплопроводностью, поскольку чтобы нагреть металл в достаточной мере, мощности паяльника будет мало.

Как собрать флюс для пайки своими руками

С целью пайки радиотехнических проводов можно применять припои в виде тонких прутьев, имеющих диаметр 2 мм, которые легко делаются своими руками.

Чтобы их сделать, потребуется сосуд, на дне которого делается отверстие, а затем в него нужно будет вылить оловянно-свинцовый припой в расплавленном виде. Сосуд при этом должен располагаться над жестяным листом или же над металлической плитой. После того как прутья застынут, их можно будет разрезать на куски требуемой длины.

Такую смесь можно еще разлить в формы:

  • жестяные желобы;
  • дюралюминиевые ёмкости;
  • гипсовые.

Это все осуществляется следующим способом:

  • отвесьте на весах нужное количество свинца и олова;
  • расплавьте металл в металлическом тигле над газовой горелкой, перемешивая его при этом с помощью стального стержня;
  • снимите тонкую пленку с расплавленной поверхности при помощи стальной пластинки;
  • разлейте сплав по формам.

Независимо от того, какой вид флюса вы используете, протрите готовую пайку тряпочкой, предварительно смоченной в ацетоне или же ректификате. Шов очищается жесткой щеткой, которую нужно перед этим окунуть в растворитель.

На рынке можно приобрести жидкие и гелеобразные безотмывочные флюсы, которые обладают такими преимуществами:

  • отсутствие компонентов, провоцирующих окисление и коррозию;
  • флюс такого типа не проводит ток;
  • не нужна очистка после пайки.

Жидкий флюс такого вида нужно наносить при помощи ватной палочки или кисточки. Также можно сделать приспособления для его нанесения самостоятельно на основе обычного шприца и силиконового шланга, который и будет наполняться жидким флюсом.

Пайка – один из лучших методов соединения металлов. Она обеспечивает высокий уровень прочности, герметичности, сам процесс прост и не занимает много времени по сравнению со сваркой.

Однако пайка вреда тем, что во время нее выделяются вредные газы, поэтому нужно не забывать о защитных перчатках, очках и фартука на основе плотной ткани.

Кроме того, риск отравления можно значительно снизить за счет применения смесей от хороших производителей.

Источник: https://elektro.guru/osnovy-elektrotehniki/flyusy-dlya-payki-chto-eto-takoe-i-zachem-oni-nuzhny.html

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

Источник: http://www.xn--b1agveejs.su/radiotehnika/319-pripoi-flusy.html

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.

Читайте также:  Аварийный блок питания 5 вольт от 1.2 вольтового аккумулятора

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-< чение);

ПОС-61— для пайки радио- и электроаппаратуры, деталей счетно-аналитических машин, легкоплавких ме-j таллических предметов, а также деталей из бронзы и стали;

ПОС-40—-для пайки радиаторов, физико-технических приборов, проводов при электромонтажных работах, оцинкованного и гальванического железа и др.;

ПОС-10 — для пайки цинка, оцинкованного железа, стали, латуни, меди и различных изделий ширпотреба, а также для лужения подшипников;

ПОССу 18-2 — для пайки неответственных деталей из меди, латуни, Сталей при пониженных требованиях к прочности шва;

ПОССу 4-6 — для лужения меди и железа. Маркировка оловянно-свинцовых припоев состоит из буквенного и цифрового обозначения.

Легкоплавкие припои обладают чрезвычайно низкой температурой плавления. В состав таких припоев в различных количествах вводят свинец, олово, висмут, кадмий, сурьму, индий, ртуть и другие металлы.

Примером подобных припоев являются сплавы следующего состава: припой из 19% олова, 17% свинца, 53,5% висмута и 10,5% ртути (температура плавления 60 °С); припой из 12,5% олова, 25% свинца, 50% висмута и 12,5% кадмия (температура плавления 68 °С); припой из 10,5% олова, 27,5% свинца, 27,5% висмута и 34,5% кадмия (температура плавления 75 °С);

припой из 20% олова, 30% свинца и 50% висмута (температура плавления 92 °С).

Легкоплавкие припои применяют при паянии тонких оловянных предметов, при паянии стекла с металлической арматурой, деталей, особенно чувствительных к перегреву, а также в тех случаях, когда припой должен выполнять роль температурного предохранителя (в электрических и тепловых приборах) и др.

Мягкие припои изготовляют в виде прутков, кусков проволоки диаметром 3—5 мм, трубок с внутренней набивкой флюсом, а также в виде порошка и пасты из порошка припоя с флюсом.

Твердые припои представляют собой тугоплавкие металлы и сплавы с температурой плавления от 700 До 100° С.“Они используются в тех случаях, когда необходимо получить высокую прочность соединений.

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.

Читать далее:

Источник: http://pereosnastka.ru/articles/flyusy-i-pripoi

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector