Что такое припой и флюс

Основными материалами, применяемыми для пайки, являются олово, свинец, кадмий, сурьма, висмут, цинк, медь, кани­фоль и др.

Кадмий — серебристо-белый металл, мягкий, пластичный, механически непрочный, плотностью 8,6 г/см 3 и температурой плавления 321 °С. Применяется как для антикоррозионных покрытий, так и в сплавах со свинцом, оловом, висмутом для легкоплавких припоев.

Сурьма — хрупкий серебристо-белый металл с плотностью 6,68 г/см 3 и температурой плавления 630,5 °С. На воздухе не окисляется. Применяется в сплавах со свинцом, оловом, висмутом, кадмием для легкоплавких припоев.

Висмут — хрупкий серебристо-серый металл с плотностью 9,82 г/см 3 и температурой плавления 271 °С. Растворяется в азотной и горячей серной кислотах. Применяется в сплавах с оловом, свинцом, кадмием для получения легкоплавких припоев.

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

В зависимости от химического состава и температуры плавления припоев различают пайку твердыми и мягкими припоями. К твердым относятся припои с тем­пературой плавления выше 400 °С, к мягким — припоям с температурой плавления до 400 °С.

В последнее время широкое применение получила группа флюсов ЛТИ (марок ЛТИ-1, ЛТИ-115, ЛТИ-120), применяемых для пайки металлов мягкими припоями. По своим антикоррозийным свойствам флюсы ЛТИ не уступают бескислотным, но в то же время с ними можно паять металлы, которые раньше не поддавались пайке, например детали с гальваническими покрытиями.

Понятие о коррозии металлов. Определение и классификация коррозионных процессов.

Коррозия (от лат. corrosion — разъедать, разрушать) представляет собой самопроизвольное разрушение металлов и их сплавов под влиянием окружающей среды, что приводит в итоге к разрушению металлических конструкций, аппаратов, трубо­проводов и других изделий. Среда, в которой металл подвергается коррозии (корродирует), называется коррозионной, или агрессивной.

Коррозия в зависимости от окружающей среды и механизма протекания может быть химической, электрохимической и биологической.

Химическая коррозия возможна в любой коррозионной среде, однако чаще всего она протекает в средах, не проводящих электрический ток, например в сухих газах, жидкостях органического происхождения (нефть, бензин, спирт и др.). Металл при соприкосновении с воздухом, содержащим кислород, покрывается тонкой оксидной пленкой (окалиной).

Наиболее распространенной является электрохимическая коррозия. Она происходит при взаимодействии металлов с жидкими средами, проводящими электрический ток (вода, водные растворы, соли, кислоты, щелочи), и сопровождается перемещением заряженных частиц. В таких средах на поверхности металла появляются участки с различным электрохимическим потенциалом, что приводит к возникновению микрогальванического коррозионного элемента.

Чем отличаются ФЛЮС, КАНИФОЛЬ И ПАЯЛЬНАЯ КИСЛОТА | ЗАЧЕМ ВСЁ ЭТО НУЖНО!

В зависимости от условий, в которых происходит процесс коррозии, ее называют атмосферной, морской, почвенной, биохимической и т.д.

Атмосферная коррозия протекает в атмосфере и в любом влажном газе. Особенностью такой коррозии является сильная зависимость ее от скорости и механизма, от толщины слоя влаги на поверхности металла или степени увлажнения образовавшихся продуктов коррозии. Она еще больше усиливается, если атмосфера загрязнена газами, частицами угольной, пыли и солей.

Морская (жидкостная) коррозия вызывается наличием в воде кислорода и хлоридов металла. По условиям воздействия жидкой среды на металл этот тип коррозии также характеризуется как коррозия при полном погружении, при неполном погружении и при переменном погружении. Все эти виды имеют свои характерные особенности.

Почвенная (подземная) коррозия обусловлена взаимодей­ствием металла трубопроводов, резервуаров, опор с агрессивными растворами грунта. При этом металл выполняет роль электродов, а агрессивные растворы — роль электролитов. Скорость коррозии в почве зависит от ее влажности, наличия растворенных солей и электропроводности.

Биохимическая коррозия — это процесс, связанный с воздействием микроорганизмов и пота рук человека на металл. При этом металл является либо питательной средой для микроорганизмов и разрушается, либо разрушение происходит под действием продуктов, образующихся в результате жизнедеятельности микроорганизмов. Биохимическая коррозия протекает, как правило, в растворах электролитов, поэтому параллельно может возникнуть и электрохимическая коррозия.

Новости компании

Флюсы и припои

Ранее мы уже рассказали вам о паяльном оборудовании и немного затронули тему флюсов и припоев. Сейчас же хотим поговорить о них подробнее. Какие разновидности бывают? Как выбрать именно то, что нужно? Давайте разбираться.

Флюс – это вещество, которое облегчает процесс пайки. Оно удаляет окислы до спаивания деталей и во время лужения. Из-за высоких температур пайки реакция окисления ускорятся, и оксидный слой появляется быстрее на спаиваемых поверхностях. Флюс уменьшает этот процесс, а также смачивает поверхность, благодаря чему появляется эффект «поверхностного натяжения», и припой легче распределяется.

Выбор паяльной станции, как и поиск необходимого флюса для работ напрямую зависит от того, какую именно вы преследуете цель.

Основные функции флюса:

— Быстрое удаление окислов с контактов при пайке;
— Создание поверхностного натяжения при нанесении припоя на поверхности пайки;
— Дополнительная защита места припаянного контакта от окружающей среды (воздуха или попадания влаги, антикоррозийность).
— Флюсы можно разделить на 3 группы:

Активные

К активным относят такие флюсы, которые имеют в своем составе кислоту. Кислота отлично удаляет окислы, ею очень удобно паять и залуживать различные металлические контакты. При пайке кислотой необходимо создать наиболее проветриваемые условия т.к. в процессе испарения выделяются ядовитые отходы, и они в первую очередь бьют не только по дыхательной системе, но и по слизистой. К тому же, нужно быть очень аккуратным при нанесении кислоты на место пайки и не допускать попадания на кожу или слизистые. 100% необходимость чистки участка пайки.

Бескислотные

К бескислотным флюсам относят нейтральные флюсы. Такие вещества не вступают в реакцию с местом пайки сразу при нанесении. Они не разъедают спаянные соединения. По цене это самые доступные вещества. Самым популярным примером таких флюсов является всем известная канифоль.

Активированные

К такому типу относят вещества, которые очищают место соединения пайки. Не требуют смыва, но желательно после пайки удалять их остатки. ЛТИ-120 пример хорошего активированного флюса. Идеально подходит для лужения плат, деталей, и даже некоторых алюминиевых деталей.

По состоянию

Флюсы бывают разными по форме и состоянию. Есть твердые, жидкие и пастообразные.

Жидкие

Жидкие флюсы уже имеют лучше свойства по сравнению с твердыми. Их намного проще наносить и существенно сокращается время пайки.
Недостаток — это быстрое высыхание на открытом воздухе, в случае пролива такого состава на поверхность – её трудно будет оттереть. К такому типу относится, например, жидкая канифоль. Она обычно продается в баночках с кисточкой.

Твердые

К твердым относится самая обычная канифоль, паяльный жир. Достоинство таких флюсов — это цена.
Недостаток – это неудобство нанесения (сначала на паяльник, потом на место пайки и т.д.), некоторые виды пайки недоступны, слабое удаление окислов до и во время пайки, крайне низкий эффект поверхностного натяжения, много следов на месте работ и большое количество испарений при пайке.

Пастообразные

Жидкие и твердые флюсы не рекомендуется использовать в BGA пайке. Они сильно кипят, и для поверхностного монтажа есть пастообразные флюсы.
Пастообразные флюсы — это лучшие из представленных типов. Например, их очень удобно наносить. Они не высыхают на воздухе, имеют отличные свойства при пайке (зависит, конечно, от цены) и возможны все виды пайки.

Что такое припой?

Припой представляет собой смесь легкоплавких металлов, которые способны обеспечить хороший контакт между двумя поверхностями, получаемый в результате пайки. При нагревании припой переходит из твердого в жидкое состояние, которое обеспечивает растекание по периметру припаиваемой детали или в месте их контакта. При этом происходит фиксация на молекулярном уровне за счет высокой степени адгезии.

Что учесть при подборе припоя для пайки?

В продаже представлены припои для пайки, которые различаются составом, температурой плавления, технологией подачи флюса и другими свойствами. Выбор рекомендуется делать, учитывая конкретную задачу и объёмы работы. В частных целях чаще используют прутковые и проволочные сплавы, в промышленности — порошковые, гранулированные и иные формы.

Рекомендуется обратить особое внимание на несколько моментов:

— Характеристики соединяемых поверхностей — материал, толщина, особенности обработки (по периметру или точечно).
— Технология пайки — с помощью стандартного паяльника, оснащённого тонким жалом, фена, паяльного промышленного оборудования и так далее.
— Температура, при которой плавятся сопрягаемые элементы — деформация материала должна происходить раньше.
— Особенности эксплуатации готового соединения — одни припои выдерживают динамические нагрузки, другие рассчитаны только на статическое воздействие.
— Стойкость к влиянию агрессивных компонентов — актуально при создании соединений, эксплуатируемых при условии постоянного контакта с химической средой.
— Смачиваемость, указывающая на уровень адгезии вещества.
— Пластичность, от которой зависит степень деформации после застывания.
— Чувствительность к высокотемпературным воздействиям.
— Устойчивость к коррозии.

Припои для пайки классифицируются по следующим критериям:

— По способу подачи флюса – безфлюсовые и самофлюсующиеся, для первых флюс подается отдельно, вторые содержат его в своем составе;

— По основному паяльному элементу – оловянные припои, никелевые, кобальтовые, марганцевые, титановые, серебряные, циркониевые, ванадиевые, смешанные и т.д.

— По способу получения – бывают готовые или формируемые непосредственно во время пайки;

— По растворимости компонентов – встречаются полностью расплавляемые и частично;

— По форме выпуска – оловянная проволока, пруток, чушки, лист, гранулы, паста;

— По температуре плавления – существуют те, которые переходят в жидкое состояние при низкой и при высокой температуре.

Таким образом, припои можно разделить на две большие группы: легкоплавкие и тугоплавкие.

К легкоплавким припоям относятся такие составы, которые переходят в жидкое состояние при температуре от 145 до 400°С. Наиболее распространенные – оловянно-свинцовые. Чаще всего мягкие припои используются в радиоэлектронике для печатных плат или деталей.

Тугоплавкие припои обладают значительно большей механической прочностью, но их температура плавления составляет более 400°С, что является неприемлемым для большинства радиодеталей, так как они могут пострадать даже от касания разогретым жалом паяльника. Двумя наиболее крупными группами в этой категории являются медные и серебряные составы.

Физические и химические свойства

Классификация возможна и по вспомогательным компонентам в составе, которые влияют на саму пайку и результат обработки.

— Добавки сурьмы, кадмия, алюминия, цинка или серебра обеспечивают повышенную растекаемость припоя.
— Никелевые, железные, кобальтовые, кремниевые, борные компоненты увеличивают прочность соединения.
— При работе с деталями, которым требуется создать защиту от коррозии, применяют разновидности припоев с никелево-медными компонентами.
— Если предстоит пайка жаропрочных поверхностей, лучше предпочесть сплавы с добавлением ванадия, вольфрама, кремния или циркония.

Наиболее распространенный мягкий припой для пайки — ПОС (Припой Оловянно-Свинцовый). Состоит он из олова и свинца в разных пропорциях. Процентный состав отображается в названии — после ПОС идет цифра, в которой указывается процент олова. Например, в ПОС 40 содержится 40% олова. В ПОС 61 — 61%, в ПОС 90 — 90% и т.д.

Припой ПОС 61 – самый популярный присадочный материал, изготовленный на основе оловянно-свинцовой смеси. Низкая температура плавления делает его востребованным при ремонте электронных схем, печатных плат и других устройств, плохо переносящих значительные перепады температур. Кроме того, состав хорошо зарекомендовал себя в качестве средства для заделки трещин и отверстий в различных металлических изделиях.

ORL0

Перестановка букв даёт нам припои с флюсом без канифоли — к таковым на российском рынке относятся «Изагри» ФР 544-2-Т1, а также припои Felder серии ISO-Core ELR.

Скажу честно — ISO-Core ELR однозначно является моим любимым припоем для ручной пайки вот уже много лет, вытеснив в этом качестве Asahi FC5005. Во-первых, в нём физически мало флюса, всего 1 %, соответственно, немного и остатков. Во-вторых, он обеспечивает великолепную паяемость чистых поверхностей. В-третьих, не оставляет чёрных горелых остатков.

ROL1 и ORL1

Встречаются довольно редко — например, теоретически есть «Изагри» ФРК 525-2-Т4 с активированной канифолью с добавлением галогенов, но практически в руках его держать не доводилось.

Впрочем, производители второго эшелона довольно часто указывают в качестве флюса «activated rosin» — что это значит и к какому классу относится, ROL1 или уже ROM, остаётся только гадать (а также не брать эти припои ни для чего, кроме ёлочных гирлянд и одноразовых поделок в радиокружке).

Как использовать?

Флюс и припой — это два разных по назначению материала. Припои нужны для заполнения стыка между двумя деталями. А флюсы нужны для улучшения качества швов и защиты от их окисления. Поэтому и технология применения будет разной.

Чтобы использовать припой, его нужно предварительно нагреть. Если вы занимаетесь пайкой мелких деталей, то приложите припой к месту пайки и прикоснитесь к проволоке с помощью паяльника. Припой расплавится и заполнит стык. При сварке вместо паяльника используйте газовую горелку.

Что касается припоев с флюсом внутри, то здесь все просто. Нагревайте флюс с припоем так же, как и при использовании обычного металлического припоя. С помощью паяльника или горелки. Припой будет плавиться, выделяя пары флюса.

Чтобы использовать флюсы, нужно знать, какой они консистенции. Жидкие флюсы наносят на место пайки с помощью кисточки, пастообразные тоже (или пальцами), сухие флюсы подаются на место сварки с помощью специального аппарата.

Вместо заключения

Как вы теперь знаете, припои и флюсы применяемые при пайке могут быть предназначены для различных работ. Одни подходят для мелкого ремонта, а вторые раскрывают свой потенциал при профессиональной сварке. Поэтому при выборе припоев и флюсов обращайте внимание именно на тип работ, который собираетесь проводить. Это во многом облегчит вам задачу.

Может быть, вы уже использовали припои и флюсы в практике? Расскажите о своем опыте в комментариях ниже. Желаем удачи в работе!

Как вам статья?

Припои и флюсы

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

Припой
Припой — это легкоплавкий сплав металлов. Иными словами, металл, который плавится при сравнительно низкой температуре — обычно 200. 300 градусов. Припой служит своеобразным электропроводящим клеем, с помощью которого металлические детали скрепляются между собой. В отличие от сварки, где скрепление происходит за счёт взаимодействия расплавленных масс самих деталей, при пайке детали не повреждаются: плавится только припой. Это требует меньшей температуры, меньшего времени, жрёт меньше энергии и более безопасно.

Ниже приведены температуры плавления различных ПОС:

ПОС30 — 240
ПОС40 — 210
ПОС61 — 180
ПОС90 — 310

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

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

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

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

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

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

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

Самый распространённый бескислотный флюс — это всеми любимая канифоль. На севере нашей Ленобласти, в царстве чахоточных сосен, канифоль можно добывать своими руками. Ведь канифоль — ни что иное, как переработанная (очищенная) сосновая сера.
Не припомню, чтобы канифоль как-то классифицировалась по видам. Правда различается по сортам (по степени очистки). Чем чище канифоль, тем она меньше пахнет при паянии, и тем медленнее загрязняется жало паяльника. Впрочем, запах у канифоли довольно приятный, а жало будет всё равно загрязняться, медленно-ли быстро-ли, хоть ты тресни. Поэтому чистота канифоли — не тот параметр, за которым стоит гоняться.

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

Как её применять? Канифоль можно употреблять как в сухом, так и в разведённом виде. «Разводят» канифоль обычно в спирте, в пропорции канифоль:спирт = 1:3 (обьёмных частей). Если идея разводить что либо в СПИРТЕ кажется вам кощунственной, можно развести в ацетоне. Правда, он сильно пахнет, и у некоторых от него болит башка. Кроме того, не удивляйтесь, если после некоторого времени использования Вами ацетона, по стене начнут бегать маленькие зелёные человечки. Не пытайтесь их ловить: они чрезвычайно шустрые.

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

Чтобы меня не обвиняли в предвзятости, черкну пару строк о прочих флюсах. Ну, во-первых, стоит всё же вернуться к отвергнутым кислотным флюсам. Почему мы их недолюбливаем? А потому что после пайки их надо тщательно смывать с деталей: иначе остатки кислот будут медленно и верно грызть конструкцию, и в один прекрасный день, всё развалится. Кроме того, если Вам на пальчик попадает капля горячей канифоли, вы громко нецензурно ругаетесь, и получаете тепловой ожог, который проходит за пару дней. Если же на пальчик капнуть горячей кислотой, то вдобавок, получится нехилый химический ожог, который будет заживать долго и болезненно.
И всё же, кислотный флюс может быть очень и очень полезным, например, при пайке железа (сталь, чугун и пр.). С помощью канифоли железо паять очень сложно, а кислотой — запросто. Лично я для подобных целей использую. аспирин. Аспирин — енто ацетилсалициловая КИСЛОТА. Берём таблетку аспирина — и вперёд: теперь железные поверхности Вам не страшны. Только старайтесь как можно меньше вдыхать пары ацетилсалициловой кислоты — это очень неприятно и чрезвычайно вредно.

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

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

Для алюминия

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

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

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

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

Для латуни и медных сплавов

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

BrazeTec выбирают для особо ответственных работ, причины:

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

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

Для чего нужен флюс

Кроме самого паяльника, для пайки нам нужен флюс и припой. Флюс необходим для очистки поверхности проводов или выводов радиодеталей от пленки окислов, жировых и других загрязнений, а также препятствования дальнейшему окислению места спайки. Флюс подбирается в зависимости от того, спайку каких металлов предстоит выполнить.

Этот флюс используется для соединения медных проводов пайки радиодеталей с медными выводами (в том числе лужеными). Канифоль может быть в твердой, гелеобразной или жидкой форме. Паяльная кислота используется для очистки сильно окисленных медных контактов перед пайкой или для снятия окислов со стальных поверхностей, включая нержавеющих. Для соединения пайкой алюминиевых проводов используется специальный флюс.

Для непосредственной пайки проводов или деталей применяются припои, температура плавления которых должна быть ниже температуры плавления соединяемых металлов.

Припои выпускаются на основе олова, свинца, никеля или других металлов в виде прутков или проволок различного диаметра.

Как научиться паять

Современные паяльники с никелированным жалом не требуют подготовки перед началом работы. Во время их эксплуатации достаточно периодически очищать жало от остатков припоя и флюса с помощью влажной губки.

А вот медное жало паяльника с нихромовым нагревателем требует специальной подготовки. Перед началом работ нужно:

  1. очистить жало от окислов с помощью надфиля или напильника;
  2. нагреть устройство;
  3. погрузить жало во флюс (канифоль);
  4. растереть припой по поверхности жала.

Такую же процедуру нужно проводить время от времени, чтобы очистить жало от остатков пригоревшего флюса и припоя.

В следующих статьях мы расскажем, как пользоваться паяльником и как правильно паять провода.

Оцените статью
TutShema
Добавить комментарий