Что такое припой с флюсом и как его использовать?

Техника безопасности при пайке

При работе с паяльником и прочими инструментами и материалами, нужно соблюдать такие правила безопасности:

• материалы нужно использовать исключительно по их назначению;
• инструменты и материалы должны выбираться в соответствии с техникой безопасности, нельзя использовать неисправные аппараты;
• помещение, где проходит процесс пайки, должно быть проветренным;
• при работе не забывайте надевать защитные очки, перчатки, открытые участки тела нужно покрыть специальной рабочей одеждой.

Процесс пайки невозможен без применения электрического паяльного аппарата, вспомогательных средств, а также таких материалов для работы, как флюс и припои. Как вы смогли убедиться из данного материала, они играют немаловажную роль в данной работе.

Виды и классификация флюсов

Существует две основные классификации флюсов:

1. Твердые. К этой группе можно отнести сплавы, созданные при высоких температурах.
2. Мягкие. В этом случае температура плавки достаточно низкая.

Что касается первой группы, то температура образования шва может достигать 500 градусов и превышать этот показатель. Преимуществом такой группы флюсов является создание прочного соединения. Однако существенный минус – это возможный перегрев конструкции. Подобная проблема может вызвать поломку.

Вторая группа плавится уже при температуре от 50С до 400С. Сюда относятся сплавы из свинца, олова, других специально подобранных примесей. С их помощью соединяют радиодетали.

Если речь идет о тонких поверхностях, то лучше прибегнуть к мягким флюсам. При необходимости соединения, например, проводов значительного диаметра потребуется уже твердый флюс.

Что касается материала, используемого в качестве припоя, то это обычно:

• прутья;
• проволока;
• трубочки, заполненные или покрытые колофонием.

Наиболее востребованными в качестве припоя считаются прутья из олова. Оптимальный диаметр таких подобных элементов не должен превышать 5см, минимальная величина составляет 1см.

Особенности легкоплавких сплавов

Отдельное внимание стоит уделить особенностям каждой из имеющихся групп флюсов. Если речь идет о пайке мягким флюсом, то основной особенностью является образование прочного, но эластичного шва

В свою очередь, легкие флюсы подразделяются на такие категории, как:

• специальные;
• легкоплавкие;
• оловянно-свинцовые.

Олово считается одним из самых известных и востребованных металлов, но чистый вариант данного вида – материал достаточно дорогой, и зачастую во флюсах используются различные примеси. В качестве дополнительного элемента выступает свинец.

Специальные флюсы применяются, чтобы совместить несколько характеристик двух материалов посредством их спаивания. В качестве составов для спайки применяются никель, алюминий, вольфрам, сталь, чугун, железо.

Например, для пайки конструкций, выполненных из алюминия, потребуется сплав, состоящий только из олова.

Особенности тугоплавких сплавов

Твердые сплавы тоже делятся на определенные категории:

1. Медно-цинковые сплавы.
2. Серебряные.
3. Фосфорно-медные.

Цинковые и медные используются довольно редко, так как имеют два основных недостатка – низкую прочность шва и высокую стоимость. Серебро тоже применяется довольно редко. Обычно его заменяют на латунь или цинк. Также возможно использование бронзы.

С помощью медных и фосфорных составов соединяют элементы, которые состоят из таких же материалов

Очень важно, чтобы впоследствии образованная конструкция не испытывала больших нагрузок во избежание деформации и поломки

Альтернативные виды припоя

Дополнительно выделяют альтернативные виды флюсов. Среди них сплавы:

• С повышенной стойкостью к коррозии. Преимуществом таких сплавов является отсутствие необходимости использования различных жидкостей или средств для очистки.
• Жидкого типа. Изготавливают их с применением вазелина, спирта, золота. Также к составу добавляют салициловую кислоту. С помощью данного вида флюсов соединяют электрические эмалированные провода. Процесс отличается своей чистотой.
• Канифоли и воздуха. Считается нейтральным видом флюсов, применяемых практически для всех электроприборов;
• Бура и канифоли. С помощью данной смеси соединяют трубы, по которым течет вода или другие жидкости. Соединение выдерживает достаточно высокие температуры, и у сплава отсутствуют токсичные свойства.
• Канифоль и спирт. Смесь представляют собой активный сплав, после использования которого приходится тщательно прочищать плату устройства.

Также отдельно выделяют самодельные флюсы, которые получается приготовить в домашних условиях. Подробнее об этом будет рассказано чуть ниже.

Подготовка поверхности

Прежде чем начинать лужение, необходимо выполнить следующие действия:

• обезжирить поверхность при помощи ацетона, бензина или любого другого растворителя;
• удалить оксидную пленку с места, где будет производится пайка. Для зачистки используется наждачная бумага, абразивный круг или щетка с щетиной из стальной проволоки. В качестве альтернативы можно применить травление, но эта процедура не так сильно распространена в силу своей специфичности.

Следует учитывать, что полностью оксидную пленку удалить не получится, поскольку на очищенном месте моментально появляется новое образование. Поэтому зачистка производится не с целью полного удаления пленки, а для уменьшения ее толщины, чтобы упростить флюсу задачу.

Нагрев места пайки

Для пайки небольших деталей можно воспользоваться паяльником мощностью не менее 100Вт. Массивные предметы потребуют более мощного нагревательного инструмента.

Наиболее оптимальный вариант для нагрева — использование газовой горелки или паяльной лампы.

При использования горелки в качестве нагревательного инструмента следует учесть следующие нюансы:

• нельзя перегревать основной металл, поскольку он может расплавиться. Поэтому в процессе необходимо регулярно контролировать температуру. Делать это можно, касаясь припоем нагреваемого элемента. Расплавление припоя даст знать, что достигнута необходимая температура;
• не следует использовать кислород для обогащения газовой смеси, поскольку он способствует сильному окислению металлической поверхности.

Газовая горелка для соединения медных труб

Пропановая горелка используется для соединения отдельных составляющих медной коммуникации и позволяет работать с деталями под температурой от 550 до 2000˚С. Кроме этого, конструкция горелки позволяет регулировать пламя, в зависимости от вида припоя (высоко- или низкотемпературного).

Нагрев этого аппарата происходит довольно быстро — за 10–30 секунд. Огромным плюсом такой горелки считается её портативность. Она функционирует без подключения к электросети, что существенно расширяет её возможности.

Этот аппарат классифицируется в зависимости от смеси, на которой он работает на:

• смеси газа с воздухом;
• смеси газа с кислородом.

Смесь газа с воздухом используют для того, чтобы запустить бытовые горелки. К их характеристикам можно отнести небольшой вес и такие же размеры. Они используются для пайки небольших отрезков труб. А комбинация газа и кислорода позволяет работать с трубами любого диаметра.

Медные трубы паяют при помощи газовой горелки, которая отличается компактными размерами

Классификация флюсов

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

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

• Содержащие разбавленную соляную кислоту. Используются при пайке цинка и оцинкованных металлов. После пайки детали необходимо очистить, чтобы избежать коррозии. Можно промыть в тёплой воде.

• Раствор хлористого цинка (травленая соляная кислота). Используется при спаивании меди, медных сплавов и стали.
• Хлористый цинк-аммоний. Получается при добавлении аммония в раствор хлористого цинка. Аммоний способствует повышению активности вспомогательного материала и понижает его температуру плавления.

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

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

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

Вспомогательные вещества характеризуются разницей в консистенции. Они бывают:

• жидкие;
• твёрдые;
• пастообразные.

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

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

Правила безопасности при пайке медных труб

Пайка медных труб подразумевает использование паяльного оборудования, которое требует необходимых умений

При работе с паяльным оборудованием стоит обращать внимание на следующие правила безопасности:

• при запаивании трубы категорически возбраняется держать под струёй пламени в руках сегмент, который короче 30 см. Это связано с тем, что медь очень хороший теплопроводник и можно получить ожог;
• при попадании на кожу флюса необходимо сразу же его смыть с помощью воды. В противном случае можно получить химический ожог;
• осуществляя процесс пайки горелкой, необходимо позаботиться о своей одежде — она должна быть только из натуральных тканей;
• перед пайкой медного трубопровода необходимо позаботиться о вентиляции, чтобы помещение проветривалось должным образом. Это необходимо, так как припой для пайки медных труб выделяет вредные вещества.

Марки припоя

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

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

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

Технические характеристики и классификация мягких припоев:

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

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

Ошибки и основные принцип пайки

Некоторые умельцы утверждают, что паять такие элементы своими руками очень сложно и довольно неудобно. На самом деле, аналогичные работы с ТН-компонентами проводить намного труднее. И вообще эти два вида деталей применяются в различных областях электроники. Однако многие совершают определенные ошибки при пайке SMD-компонентов в домашних условиях.

SMD-компоненты

Главной проблемой, с которой сталкиваются любители, является выбор тонкого жала на паяльник. Это связано с существованием мнения о том, что при паянии обычным паяльником можно заляпать оловом ножки SMD-контактов. В итоге процесс паяния проходит долго и мучительно. Такое суждение нельзя считать верным, так как в этих процессах существенную роль играет капиллярный эффект, поверхностное натяжение, а также сила смачивания. Игнорирование этих дополнительных хитростей усложняет выполнение работы своими руками.

Пайка SMD-компонентов

Чтобы правильно паять SMD-компоненты, необходимо придерживаться определенных действий. Для начала прикладывают жало паяльника к ножкам взятого элемента. Вследствие этого начинает расти температура и плавиться олово, которое в итоге полностью обтекает ножку данного компонента. Этот процесс называется силой смачивания. В это же мгновение происходит затекание олова под ножку, что объясняется капиллярным эффектом. Вместе со смачиванием ножки происходит аналогичное действие на самой плате. В итоге получается равномерно залитая связка платы с ножками.

Контакта припоя с соседними ножками не происходит из-за того, что начинает действовать сила натяжения, формирующая отдельные капли олова. Очевидно, что описанные процессы протекают сами по себе, лишь с небольшим участием паяльщика, который только разогревает паяльником ножки детали. При работе с очень маленькими элементами возможно их прилипание к жалу паяльника. Чтобы этого не произошло, обе стороны припаивают по отдельности.

Обзор популярных марок

Ниже представлена таблица, в которой подробно рассматриваются наиболее популярные марки, их преимущества и недостатки.

Таким образом, на основе таблицы можно понять, что средств для организации качественного сплавления материалов достаточно много.

Активные и антикоррозионные

Активные флюсы так же нередко изготавливаются на основе канифоли, доведённой до порошкообразного состояния. Однако в этом случае в составе приготавливаемой смеси в небольших объёмах содержатся органические соединения (кислотные или аминовые).

Благодаря этому с её помощью удаётся припаять к металлическому основанию не только медные детали, но и серебряные, никелевые и стальные изделия или заготовки.

В более сложных условиях пайки нужны активные флюсы на основе соляной кислоты с добавкой хлористого цинка, получаемого в результате простой реакции замещения.

Эта разновидность флюсовой добавки хорошо известна профессионалам: чаще всего она выпускается и продаётся под названием паяльная кислота. Кислотные флюсы нужны для пайки алюминиевых деталей.

Сфера применения флюсов этого класса – запайка изделий из меди и серебра. Также они нужны для пайки стальных заготовок и различных сплавов.

Поскольку эти реагенты относятся к разряду химически активных составов, паяние с их применением позволяет эффективнее бороться с окисными плёнками. Такая активность обеспечивает более интенсивное взаимодействие с основным металлом, из которого изготовлены сплавляемые заготовки.

Ещё одной особенностью этих реагентов является высокая электрическая проводимость, что исключает возможность их использования в качестве изоляционного защитного покрытия.

Существуют составы на основе фосфорной и органических кислот. Зачем вообще нужны такие флюсы?

Они относятся к категории антикоррозионных и применяются для удаления с металлических поверхностей остатков и следов ржавчины, а также для защиты от возможности появления окислов после пайки (в процессе эксплуатации).

Поскольку при приготовлении этих смесей используются кислотные составляющие – они очень напоминают паяльные кислоты.

Однако в отличие от последних антикоррозийный флюс для пайки не устраняет оксидных плёнок. Он нужен доя защиты от разрушений, возможных из-за реакции окисления.

Профилактика флюса.

Для того чтобы у вас не образовался флюс, важно проводить своевременное лечение заболеваний ротовой полости преимущественно у квалифицированных врачей, а для профилактики поддерживать должную гигиену и выполнять несложные рекомендации по уходу за зубами и ротовой полостью:

• ежедневно чистить зубы и полоскать рот после еды;
• использовать флоссы и ополаскиватели;
• посещать стоматолога не менее 2-х раз в год;
• проводить профессиональную чистку зубов в клинике;
• питайтесь правильно: употребляйте побольше фруктов и овощей, а также молочные и мясные продукты, по возможности ограничьте сладкое и газированные напитки.

Особенности паяльных соединений с применением флюса

Если сравнивать соединение медного материала с использованием флюса со сваркой вручную, то первый вариант увеличивает эффективность рабочего процесса в пятеро. Почему такое происходит? Когда применяется паяние с применением флюса, подача электротоков производится через электродный проволочный элемент на вылет.

При применении флюса допускается пользоваться более высокой плотностью сварочных токов. Благодаря этому не будет риска перегрева электродного элемента в вылете и отслойки обмазки. Если используются увеличенные сварочные токи, основной металл проплавляется на значительную глубину. Благодаря этому пайка производится без разделения утолщённых краёв.

Что нужно для пайки

Для выполнения капиллярного соединения медных труб потребуются следующие инструменты и материалы:

• инструменты для предварительной обработки соединяемых элементов;
• флюс и припой;
• специальная фум лента;
• инструмент для нанесения резьбы и обжимные кольца;

Виды припоев

Припои бывают двух типов – твердые и мягкие. Мягкий припой представляет собой проволоку из металлов и сплавов с низкой температурой плавления (олово, свинец, серебро и т.д.). Диаметр такого припоя не более 3 мм.

Твердые припои изготавливаются из тугоплавких металлов и имеют больший диаметр.

Флюс и паста для пайки

Для надежности соединения используется флюс или паста. Это вещество исключает попадание в место стыка инородных элементов, шов получается надежным без пор. Флюс бывает на основе борной или соляной кислоты, хлорида цинка. Для того, чтобы создать защитную пленку на месте соединения используются смолы, канифоль, воск.

Флюсы для пайки разделяются на жидкие, твердые и специальные пасты. Готовая смесь дороже, чем прочие материалы, но и работать с ней гораздо удобнее.

Фитинги

Фитингами называются специальные детали, которые монтируются на месте стыка заготовок разного диаметра, соединения нескольких труб в одной точке или при переходе на другой материал трубопровода.

Если приходится использовать фитинги из другого материала, важно, чтобы коэффициент температурного расширения и другие технические параметры материала труб и фитингов совпадали

Что такое флюс для пайки?

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

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

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

Химически активные

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

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

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

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

Oрганические

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

Паяльный жир

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

испаряется медленно с жала паяльника, оставляет мало нагара, очень дешев (от 50 руб. за баночку 20 г.).

твердую консистенцию сложно наносить, остатки при нагреве работающей платы растекаются и долго испаряются.

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

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

Обзор популярных марок

Ниже представлена таблица, в которой подробно рассматриваются наиболее популярные марки, их преимущества и недостатки.

Таким образом, на основе таблицы можно понять, что средств для организации качественного сплавления материалов достаточно много.

Классификация

Согласно ГОСТ 19250-73 «Флюсы паяльные. Классификация», паяльные флюсы подразделяются по следующим признакам:

• по температурному интервалу активности: низкотемпературные (до 450 °C);
• высокотемпературные (свыше 450 °C);

по природе растворителя:

• водные;

неводные;
по природе активатора определяющего действия:

• низкотемпературные: канифольные;

кислотные;
галогенидные;
гидразиновые;
фторборатные;
анилиновые;
стеариновые;
высокотемпературные:

• галогенидные;

боридно-углекислые;
по механизму действия:

• защитные;

химического действия;
электрохимического действия;
реактивные;
по агрегатному состоянию:

• твёрдые;

жидкие;
пастообразные.

Похожие записи:

Какая температура плавления алюминия по цельсию Листогибочный станок Юбки своими руками с выкройками: как кроить и сшить для начинающих Описание работы и устройство импульсного блока питания Шелкография на одежде Дом из кирпича