Из чего состоит флюс для пайки

Флюсы для пайки. Требования к флюсам, композиция и состав флюсов для пайки, механизм флюсования

Флюсы, применяемые при пайке, представляют собой неоргани-ческие или органические вещества с неметаллической связью. Они защищают паяемое соединение от химического воздействия окружающей среды и очищают паяемые места и припой в процессе пайки от загрязнений и продуктов химической реакции с окружающей средой, а также в некоторых случаях уменьшают поверхностное натяжение и улучшают растекание и затекание в зазор жидкого припоя.

Флюсы для пайки могут применяться в твердом, жидком или газообразном состоянии, но активны они только в жидком и газо-образном виде.

Обычно к флюсам предъявляются следующие требования:

1. Флюс (кроме случаев реактивно-флюсовой пайки) не должен химически взаимодействовать с припоем; при расплавлении флюса и припоя должны образовываться два жидких несмешивающихся слоя. Плотность жидкого припоя быть несколько больше плотности жидкого флюса.

2. Температура плавления флюса должна быть ниже, чем у припоя. Жидкий флюс должен до растворения припоя очистить поверхность соединяемых деталей от примесей и неметаллической пленки и защитить паяемое соединение от воздействия окружающей среды.

3. Флюс должен быть химически инертным или минимально активным по отношению к паяемым металлам или сплавам. Коррозионная активность остатков флюса после пайки по отношению к паяемому шву и основному металлу должна быть также минимальной.

4. Флюс должен разрушить или удалить поверхностные неметаллические пленки, образующиеся на поверхности соединяемых деталей и припоев под воздействием окружающей среды.

5. Флюс в жидком состоянии должен хорошо растекаться по припою, затекать между соединяемыми деталями и смачивать их.

6. В расплавленном и газообразном состоянии флюс должен способствовать растеканию припоя по паяемым поверхностям и соединению его с основным металлом, т.е. быть поверхностно-активным.

7. Флюс должен быть устойчив при трaнcпортировке, хранении и пайке.

8. Флюс не должен заметно изменять состав при нагреве в процессе пайки.

Применяемые в настоящее время флюсы можно разделить на следующие группы:

1. Флюсы на основе соединений бора.

2. Флюсы на основе фтористых соединений металлов.

3. Флюсы на основе хлористых соединений металлов.

4. Флюсы на основе канифоли и др. органических соединений.

К первой группе относятся флюсы, состоящие из тетраборнокислого натрия, борной кислоты, борного ангидрида, а также флюсы более сложного состава на основе этих веществ. Эти флюсы применяются для пайки углеродистых сталей, чугуна, меди, бронзы, латуни медно-цинковыми и серебряными припоями с температурой плавления выше 800 0 С. Качество паяемых соединений получается более высоким при предварительном обезвоживании их, что связано с уменьшением вредного влияния на металлы паров воды. Для пайки нержавеющих сталей и жаропрочных сплавов они не пригодны, так как не удаляют с поверхности химически устойчивые пленки оксидов хрома, титана и др. активных элементов.

При наличии на поверхности основного металла и припоя устойчивых, трудноудаляемых пленок окиси применяют флюсы второй группы на основе фторидов (NaF, KF, фторборат калия). С их помощью можно паять нержавеющие и жаропрочные стали, а также никелевые и медные сплавы серебряными припоями.

Однако они совершенно не подходят для пайки алюминиевых и магниевых сплавов. Для этой цели применяют флюсы третьей группы. Основой этих флюсов является легкоплавкая эвтектика ZiCl – KCl (карналлит). Растворителем оксидов обычно является фтористый натрий. В качестве активного компонента чаще всего применяют хлористый цинк. Для черных и цветных металлов широкое распространение в качестве флюсов имеют водные растворы хлористого цинка. Они обладают высокой химической активностью и применяются, когда имеется возможность полного удаления остатков флюса после пайки. Активность ZnCl₂ повышается при добавлении хлористого аммония. Однако при пайке с применением этих флюсов необходимо тщательно удалять флюс, т.к. они вызывают сильную коррозию металла в зоне паяного соединения.

Флюсы четвертой группы на основе канифоли и других органических соединений применяются при низкотемпературной пайке металлов в тех случаях, когда не представляется возможность тщательно промыть изделие после пайки. Остатки этих флюсов не вызывают коррозии, но они менее активны в процессе пайки. Флюсующее действие канифоли объясняется наличием в ее составе абиетиновой кислоты C₂₀H₃₀O₂ и других органических кислот, растворяющих окислы меди и некоторых других металлов.

При температуре 125 0 С канифоль переходит в жидкое состояние, а при нагреве до 300 0 С разлагается. Нагрев выше 300 0 С приводит к обугливанию и потере флюсующих свойств. Для пайки металлов и сплавов, оксиды которых плохо удаляются канифолью, применяют добавки активизаторов: анилин С₆Н₅NH₂, триэтаноламин N(CH₂CH₂OH)₂ солянокислый диэтиламин (С₂Н₅)₂NHHCl салициловая кислота НОС₆Н₄СО₂Н и др. Иногда даже вводят в небольших количествах ZnCl₂ и NH₄Cl (до 3 %). Для низкотемпературной пайки алюминия и его сплавов эти флюсы не пригодны. Для этих целей начинают находить применение флюсы, содержащие в качестве активных компонентов борфториды кадмия и цинка. Основой таких флюсов служат высококипящие органические соединения, например, триэтаноламин.

Назначение разного вида флюсов для пайки

Пайка деталей и изделий с применением специальных реагентов, называемых флюсами, широко распространена в самых различных отраслях промышленного производства.

При этом основное назначение флюсов – обеспечить идеальное растекание припоя по поверхности паяного соединения и создать условия для его надёжной адгезии к металлическим изделиям. Иными словами, без флюса в большинстве случаев при пайке не обойтись, они нужны для соблюдения технологии.

Разновидности флюсовых составов

При рассмотрении вопроса о том, для чего нужен флюс при выполнении пайки материалов, любое дополнительное пояснение можно считать излишним.

Для полного понимания сферы применения и особенностей работы необходимо ознакомиться с известными видами используемых на пpaктике флюсов.

В соответствие со своим основным назначением, а также по степени воздействия на соединяемые изделия все флюсовые составы для пайки подразделяются на следующие категории:

• неактивные или нейтральные флюсы, не включающие кислот и пpaктически не проводящие электрический ток;
• активные или кислотные флюсовые реактивы, приготавливаемые на основе соляной кислоты;
• защитные (антикоррозийные) флюсы, позволяющие уберечь контактную зону пайки уже готового соединения от ржавчины и разрушения.

Каждая из этих категорий находит свою сферу применения. Есть флюсы, которые нужны преимущественно для пайки электронных схем. Производят флюсы в виде паст, гелей и жидкостей.

А известный флюс бура применяется в виде порошка, и нужен для пайки медных труб. Паяльная паста – смесь припоя и флюса – нужна для поверхностного монтажа деталей на платах.

Нейтральные вещества

К нейтральным флюсам можно отнести канифоль, использовать которую рекомендуется при пайке мелких радиотехнических компонентов и микросхем.

Этот популярный реагент нужен для того, чтобы паять разнородные по структуре детали из меди и её сплавов при сравнительно невысоких температурах нагрева места стыка (не более 450-ти градусов). Причём проведение этой операции допустимо даже при наличии на поверхности заготовок тонких оксидных плёнок.

Благодаря малой активности флюсы на основе канифоли обеспечивают защищённость изделий от коррозии и пользуются в связи с этим повышенным спросом.

При приготовлении рабочего состава в растолчённую до порошкообразного состояния канифоль добавляются спирт, глицерин или скипидap, что способствует улучшению качественных показателей смеси.

Продаются нейтральные флюс-гели, которые нужны для бессвинцовой пайки микросхем. Их удобно наносить специальным шприцем-дозатором.

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.

Порядок применения

Флюсы могут находиться как в твёрдом (пастообразном), так и жидком состоянии и продаваться в упаковках самой различной формы и объёма.

Так, твёрдая канифоль поступает в продажу в плоских баночках, оснащённых плотно закрывающейся крышкой.

Согласно исходному агрегатному состоянию этих составов различают следующие способы их применения:

• при твёрдом флюсе во время пайки жало паяльника сначала нужно окунуть в тело реагента, после чего им захватывают небольшое количество припоя;
• в тех случаях, когда на основе канифоли приготавливается или используется уже готовая жидкая смесь – она просто наносится на место спайки посредством обычной кисточки с мягким ворсом;
• при работе с пастообразным составом небольшие порции флюса наносятся на место контакта любой подходящей для этого палочкой (выдавливаются из шприца, заранее заправленного до нужной дозировки).

Нередко в магазинах продаётся канифоль, приготовленная в виде специального геля, уже размещённого в шприце определённой ёмкости.

Читать еще:  Из чего состоит технологический процесс

Такие гелеобразные составы принято относить к нейтральным реагентам, широко применяемым в радиоэлектронике для пайки миниатюрных деталей.

Самостоятельное приготовление

Приготовить рабочий флюс для пайки на основе канифоли можно самостоятельно. Для этого достаточно раздробить и растереть её в порошок, а затем засыпать полученный состав в ёмкость и сразу же залить небольшим количеством технического спирта.

Соотношение используемых при подготовке флюса компонентов должно составлять три к пяти. После тщательного встряхивания приготавливаемой смеси следует оставить её на пару дней и не трогать до тех пор, пока канифоль окончательно не растворится в спирте.

Самой подходящей ёмкостью под жидкий флюс является обычный пузырёк из-под лака, в крышке которого уже имеется встроенная кисточка. Непосредственно перед использованием рекомендуется тщательно отмыть бывшую в употрeблении бутылочку от следов лака.

Довольно часто специалистами применяется ещё одна близкая к флюсам разновидность активных добавок, называемая паяльным жиром. Этот реагент принято относить к условно нейтральным составам. Они нужны, чтобы несколько улучшить условия пайки металлических соединений.

Следует напомнить, что прежде чем покупать какую-либо марку флюса, нужно изучить инструкцию к ней, и понять, для чего конкретно она предназначается.

Только в этом случае получится сделать качественное паяльное соединение.

Флюс для пайки – что это такое и для чего он нужен

Флюс для пайки – различные по происхождению вещества или многокомпонентные смеси, применяемые для удаления пленки окислов и других соединений с поверхностей, на которые будет наноситься припой. В зависимости от агрегатного состояния, они бывают твердыми, жидкими, порошкообразными, а также в виде геля.

Для чего нужен флюс

Основными функциями этих веществ являются следующие:

• Удаление пленок посторонних веществ, препятствующих процессу пайки;
• Улучшение смачивания спаиваемых деталей;
• Улучшение растекания припоя и его фиксации со спаиваемыми поверхностями;
• Предотвращение окисления нагретого в процессе пайки металла.

Без использования флюса процесс пайки может оказаться малоэффективным, надежность и качество выполненных работ – очень низкими.

Виды флюсов

Все флюсы подразделяются на 3 большие группы:

• Кислотные (активные);
• Слабоактивные;
• Нейтральные (неактивные или защитные).

Основным пpaктическим различием активных флюсов от слабоактивных и нейтральных является необходимость удаления их остатков по завершению процесса пайки – входящие в состав таких веществ кислоты и агрессивные соли, оставаясь на спаянных поверхностях или деталях, будут причиной ускоренной коррозии.

На заметку. Помимо описанной выше классификации по температуре плавления, все данные вещества подразделяются на две большие группы: легкоплавкие и тугоплавкие.

Легкоплавкие (канифоль, ее спиртовые растворы, паяльные кислоты) вещества применяются для пайки черных и цветных металлов оловянно-свинцовыми припоями при температурах до 5000С. Тугоплавкие вещества (прокаленная бура, раствор буры в борной кислоте, хлориды кальция и бария) используются для пайки черных и цветных металлов медными, серебренными и медно-латунными припоями при температурах свыше 5000С.

Канифоль

Представляет собой твердое стекловидное аморфное вещество светло-желтого или темно-оранжевого цвета, получаемое из смолы хвойных пород. Плавится при небольшой температуре, выделяет мало дыма и вредных для человеческого организма веществ.

Применяют канифоль при пайке радиодеталей легкоплавкими оловянно-свинцовыми припоями.

Паяльные кислоты

Данный вид флюса представлен неорганическими низко концентрированными кислотами: ортофосфорной или соляной. Для увеличения активности кислоты и улучшения растворения ею оксидных пленок в нее часто добавляют такую соль, как хлористый цинк. Благодаря текучести, она хорошо подходит для работы в труднодоступных местах.

Интересно. Недостатком паяльных кислот является необходимость удаления их остатков после завершения паечных работ.

Применяют паяльные кислоты для лужения устойчивых к коррозии сталей, меди, железа с цинковым покрытием, деталей из никеля или хрома.

Спиртовые растворы

Наиболее распространенным составом данного вида является спирто-канифольный раствор, представляющий собой 20-25 % раствор канифоли, растворенной в этиловом спирте. Для увеличения активности и спектра выполняемых паечных работ в такой раствор часто добавляют различные соли: хлорид цинка, хлорид диэтиламмония, хлорида фениламмония. Благодаря жидкому агрегатному состоянию, он хорошо наносится на спаиваемые поверхности, не требует удаления остатков после завершения паечных работ.

Не содержащие добавок спиртовые растворы используют для обычной пайки с использованием легкоплавких припоев, содержащие различные активные соли разновидности применяют при пайке черных и цветных металлов, а также их сплавов (медь, латунь, алюминий и т.д.).

Основными недостатками спирто-канифольного раствора являются летучесть основного компонента – этилового спирта, его усиленное испарение при пайке и хранении в негерметично закрытой емкости.

Водные растворы и подручные средства

Данный список самодельных веществ представлен чаще 16%-ти процентным водным раствором ортофосфорной кислоты с добавлением 3,7-4,0% этилового технического спирта. Используются такие растворы для пайки, как черных, так и цветных металлов, их сплавов.

Готовые составы

Представляют собой готовые составы (паста флюс, состав марки фпп), удобные для нанесения и часто помещаемые внутрь трубчатого припоя проволоки. Применяются, как правило, при пайке легкоплавкими низкотемпературными припоями.

Бура – высокотемпературный порошкообразный флюс, применяемый при пайке стальных, чугунных, бронзовых и медных деталей с использованием тугоплавких медно-цинковых или серебряных марок припоев.

Часто буру для удобства и увеличения эффективности растворяют в борной кислоте. Благодаря небольшой цене и широкому спектру выполняемых с помощью буры паечных работ, она является универсальной и востребованной как в радиоэлектронике, так и в пайке цветных и черных металлов.

Гелевые флюсы

Гелевые флюсы – самые удобные и надежные. Представляют собой смесь измельченного канифолевого порошка и растворителя. Выпускаются в небольших шприцах для специальных пистолетов-дозаторов, хорошо наносятся, не требуют удаления со спаиваемых поверхностей. Применяются такие вещества для паечных работ в радиоэлектронике.

Хранение

Хранят подобные вещества в закрытых герметичных емкостях в местах, недоступных маленьким детям и домашним животным. Не следует хранить их вместе с продуктами питания, лекарственными препаратами, семенами сельскохозяйственных культур. Желательно для таких веществ предназначить строго определенный шкафчик или ящик.

Применение флюса

Способ применения данных веществ определяется их агрегатным состоянием и химическим составом:

• Твердую канифоль наносят на спаиваемые поверхности жалом паяльника, на котором уже есть расплавленный припой;
• Паяльную кислоту наносят на спаиваемые детали или поверхности небольшой кисточкой, ватной палочкой или простой спичкой;
• Жидкий спирто-канифольный флюс наносится при лужении с помощью небольшого носика дозатора, установленного на емкости с раствором.
• Гелеобразные вещества наносят с помощью специальных пистолетов дозаторов, в которые вставляются картриджи.

Важно! Так как флюсы – это в своем большинстве небезопасные для здоровья человека вещества, при их нанесении следует соблюдать максимальную осторожность. Если данная субстанция для лужения попадает на кожу руки, ее следует незамедлительно смыть, при необходимости нейтрализовать соответствующими веществами.

Как приготовить флюс для пайки своими руками

Разобравшись с тем, что такое флюс для пайки, стоит рассмотреть самый простой способ самостоятельного изготовления подобного вещества, используемого при пайке радиодеталей, для лужения печатных плат:

1. Несколько кусков канифоли заворачиваются в плотную ткань;
2. При помощи ударов тяжелого молотка по образовавшемуся кульку находящаяся внутри канифоль тщательно измельчается;
3. Полученную измельченную канифоль засыпают в емкость с этиловым спиртом и, помешивая, растворяют в нем полностью.

Для того чтобы ускорить растворение канифоли, емкость со спиртом помещают в небольшую кастрюльку с горячей водой. Для получения гелеобразного вещества в полученный раствор добавляют глицерин.

Как правильно выбрать флюс

Для того чтобы правильно выбрать флюс паяльный, необходимо учитывать следующие критерии:

• Материал спаиваемых поверхностей – если спаивают детали из латуни, черных металлов, хрома или никеля, то используют буру, борную, соляную или ортофосфорную кислоты. Если планируется паять чувствительные к перегреву радиодетали, используют легкоплавкие низкотемпературные флюсы: канифоль и ее спиртовые растворы, гели.
• Удобство нанесения – при пайке печатных плат, мелких радиодеталей используют жидкие и гелеобразные вещества,
• Безопасность для здоровья – наиболее безопасны гелевые марки флюсов. Лидерами в списке вредных и потенциально опасных веществ данного вида являются кислоты.

Чем заменить флюс для пайки

Если необходимый флюс по каким-то причинам отсутствует, его можно заменить следующими подручными веществами:

• Водный раствор аспирина;
• Лимонная кислота;
• Уксус;
• Канифоль с обычным свиным жиром.

Все данные подручные средства хоть и не обладают всеми достоинствами специализированных составов, но при правильном использовании пайка с их использованием будет достаточно качественной и надежной.

Таким образом, разобравшись с тем, что собой представляет паяльный флюс, и для чего он нужен, можно сказать, что его применение является неотъемлемым этапом в технологии паечных работ, без которого получаемое соединение будет ненадежным и недолговечным.

Видео

Флюс для пайки металлов — что это такое?

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

Флюсы – определение, предназначение

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

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

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

Читать еще:  Дизайн кованных ворот и калиток фото

Какими бывают флюсы для пайки

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

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

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

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

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

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

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

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

Флюсы для различных металлов

Материалы для пайки алюминия

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

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

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

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

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

Чем очистить нержавеющую сталь

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

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

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

Флюс для латуни

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

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

Материал для обработки серебра

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

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

Флюс для черных металлов

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

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

Флюсы для обработки микросхем

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

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

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

В некоторых случаях вместо канифоли можно использовать ее заменители:

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

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

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

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

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

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

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

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

Флюс для пайки: особенности, виды, советы

Соединение двух и более неметаллических или металлических материалов и веществ посредством присаживаемого металла, называется пайка. Мы предлагаем рассмотреть, что такое флюс для пайки, как его можно изготовить своими руками, а также рассмотрим хаpaктеристики, и как сделать припой для меди, серебра, олова, нержавейки.

Пайка и её особенности

Чтобы получить действительно качественное соединение нужно выдержать специальную температуру в зоне шва. В среднем этот показатель варьируется в пределах 50-100 градусов. Также учитывается то, что температурный порог необходимый для того, чтобы расплавился припой, значительно выше, чем просто для плавления обpaбатываемого металла. Положительные качества пайки:

• полная герметичность соединенных деталей;
• высокая прочность соединений;
• значительная экономия времени и затрачиваемых сил, в сравнении со сварочными процессами;
• на местах спайки образуется специальный слой-пленка, которая противостоит коррозии и окислению металлов.

Виды припоя

Припои – это достаточно специфический ряд веществ, которые должны соответствовать следующим условиям:

1. Высокие показатели теплопроводности и электропроводности;
2. Хорошая прочность и высокий коэффициент растяжения;
3. Коррозионная стойкость;
4. Преобразование в жидкую среду при воздействии температуры сварки;
5. Контрастная величина остывания металла пайки и кристаллизации припоя.

Данные вещества варьируются в зависимости от температуры процесса паяния, и бывают мягкие и твердые.

Таблица флюсов

Пайка мягкими припоями

Пайка мягкими припоями может осуществляться только до температуры ниже, чем 400 градусов по Цельсию. Эти вещества позволяют обеспечить образование действительно прочного и одновременно мягкого шва, который не только будет отличаться относительной гибкостью но и хорошими показателями стойкости к коррозии и физическим воздействиям.

К мягким припоям относятся:

1. Свинцово-оловянные
2. Припои с малым содержанием олова
3. Специальные и легкоплавимые

Припой, температура работы у которого 185 ÷ 267˚С – соединяет в себе олово и свинец. Также в небольшом количестве добавляется и сурьма. Перед покупкой обязательно проверяйте ГОСТ, там указана вся информация по припою. Например, ПОС 40 – последняя цифра означает что в данном веществе содержится 40% олова, в среднем сурьмы добавляется от 3 до 5 процентов, все остальное – свинец. Данные припои используются для соединения швов, которые не нуждаются в ответственности, т.е. не нагружены, не подаются битью или постоянной вибрации.

Для пайки также применяется бессвинцовой флюс. Их еще называются малооловянистые соединения. В основном их применяют для соединения небольших плат, контактов на нежных электрических схемах и т.д. Максимально допустимая температура плавления – 330 градусов по Цельсию.

Самые нераспространенные – это припои легкоплавкового типа, температура от 60 градусов до 145. Они приобретаются для низкотемпературной пайки или очень осторожной ручной сварки. В частности, их нельзя назвать основными припоями, т.к.у них очень маленькая прочность и эластичность. Они чаще применяются для повторного или ступенчатого паяния.

Читать еще:  Как открутить болт без шляпки

В отдельных случаях необходимо изготовление специального состава, его свойства подгоняются непосредственно для материалов, не поддающихся пайке (это флюс для никеля, низкоуглеродистой стали, алюминия, вольфрама и чугуна).

Рассмотрим самые популярные смеси:

1. Флюсы для пайки алюминия в обязательном порядке должны быть на оловянной основе, также в них содержится бура, цинк, кадмий, но все, же олова в них содержится более чем 99 %. Цинк и кадмий необходимы для повышенной диффузии, которая способна проникнуть даже в глубинные слоя алюминия.
2. Паста-флюс или гель для пайки микросхем, также такие припои используются для печатных плат.

Флюс гель

Для таких сплавов припои поставляются в виде разнообразных составов относительно густых, прутьев, лент и проволочных катушек (как для сварки). Также бывают чушки, которые наполовину заполнены флюсом из канифоли.

Твердые припои для пайки

Состав флюсов для пайки твердым припоем используется соединения проблемных мест, которые все время поддаются негативному воздействию окружающей среды (вибрации, перепады температур, удары и прочее). В основном это составы для высокотемпературной пайки, о т 400 градусов по Цельсию и выше. К ним относятся:

1. Припой для твердого сплава из меди и цинка (до 1000);
2. Фосфор и медь (до 900 градусов);
3. Чистая медь применятся для процесса пайки высокоуглеродистого железа;
4. Флюс безотмывочный, для пайки серебром (до 800 градусов включительно).

У твердоплавких припоев также есть свое распределение, они бывают тугоплавкими, с температурой для плавки от 850 градусов, и легкопавкие – с показателем выше данного температурного режима.

Нужно отметить, что смесь меди (используются марки М21, М11 и прочие) и цинка недостаточно распространена, из-за низких показателей прочности и относительно дорогой стоимости в большинстве случаев её успешно может заменить припой из бронзы с цинком или латуни.

Припои медно-фосфорного типа – это заменители очень дорогих серебряных флюсов. Они незаменимы при соединении медных металлов, бронзы, латуни и прочих соединений металлов, которые не должны работать на сгибы или ударные нагрузки. К слову, этот сплав еще называется припой для бесфлюсовой пайки (но не для меди).

Категорически запрещено использовать данные сплавы для пайки железа, черных металлов, низкоуглеродных сталей, т.к. при температурном воздействии и соединении с медью или фосфором образуется очень хрупкий химический элемент – фосфиды железа, который поспособствует тому, что шов разойдется.

Из-за металлофосфористых припоев образуются фосфиды железа, которые являются члишком хрупкими соединениями, и способствуют понижению качества металла, их не советуют использовать для пайки железа.

Видео: Приготовление паяльного флюса своими руками

Самым лучшим вариантом для таких спаечных процессов является серебряные припои. Они наиболее дорогостоящие. И используются также для соединения проводов, капиллярной сетки из проводов, и очень сложных плат из серебряных компонентов.

Прочие типы флюса

1. Флюсы с ярко выраженными антикоррозийными свойствами. Это соединения на основе кислоты фосфора и растворителя, которые при взаимодействии образовывают органические соединения. Их очень выгодно использовать, потому что после процесса пайки не нужно использовать специальные очистители;
2. Жидкие флюсы из салициловой кислоты, вазелина, золота и этилового спирта. Это самое удобное соединение для радиаторов, спайки электрических проводов. Этот флюс обеспечивает высокую чистоту шва и его аккуратность;
3. Для того чтобы изготовить нейтральный флюс для электрических приборов, отличающихся повышенными требованиями к точности (реле времени, выключатели, для соединения контактов мобильных телефонов, и т.д.) понадобится соединения канифоли с воздухом. Канифоль очень низкоактивна и её следует применять только на подготовленных металлах, предварительно очищенных и залуженных; Канифоль
4. Активированные флюсы – это бура и канифоль. В большинстве случаев она используется для водопроводных соединений и пайки медных труб. Главным отличием является тот факт, что бура плавится при температуре от 70 градусов, при этом, не выделяя абсолютно никаких вредных соединений. Это только одна разновидность; Бура
5. Еще для того, чтобы приготовить активированные флюсы можно использовать такой рецепт: смешиваем канифоль, анилин, добавляем немного ангидрида, салициловой кислоты и диэтиламина. Это неплохой вариант изготовления пайки для монтажных скреплений.

Общие советы по флюсам

Самодельный флюс для пайки – это не всегда выгодный вариант, иногда его действительно выгоднее купить, тем более, что в большинстве случаев цена позволяет, скажем, smd или bga. На данный момент более сотни отечественных компаний производят флюсы и смеси для пайки и сварки, среди которых мы можем посоветовать лти 120, Brazetec, harris, rma, sanha, welco (в среднем стоимость от 80 рублей).

Продажа осуществляется в любом магазине электрических приборов и рынке во все городах: Екатеринбурге, Минске, Москве, Новосибирске, Харькове, Челябинске Ростове-на-Дону.

Нужно отметить, что в любом случае во время процесса сварки или пайки выделяются газы, которые могут навредить организму, но если пользоваться профессиональными смесями это вред будет гораздо ниже, поэтому остановите свой выбор на известных марках.

Флюсы для пайки. Требования к флюсам, композиция и состав флюсов для пайки, механизм флюсования

Флюсы, применяемые при пайке, представляют собой неоргани-ческие или органические вещества с неметаллической связью. Они защищают паяемое соединение от химического воздействия окружающей среды и очищают паяемые места и припой в процессе пайки от загрязнений и продуктов химической реакции с окружающей средой, а также в некоторых случаях уменьшают поверхностное натяжение и улучшают растекание и затекание в зазор жидкого припоя.

Флюсы для пайки могут применяться в твердом, жидком или газообразном состоянии, но активны они только в жидком и газо-образном виде.

Обычно к флюсам предъявляются следующие требования:

1. Флюс (кроме случаев реактивно-флюсовой пайки) не должен химически взаимодействовать с припоем; при расплавлении флюса и припоя должны образовываться два жидких несмешивающихся слоя. Плотность жидкого припоя быть несколько больше плотности жидкого флюса.

2. Температура плавления флюса должна быть ниже, чем у припоя. Жидкий флюс должен до растворения припоя очистить поверхность соединяемых деталей от примесей и неметаллической пленки и защитить паяемое соединение от воздействия окружающей среды.

3. Флюс должен быть химически инертным или минимально активным по отношению к паяемым металлам или сплавам. Коррозионная активность остатков флюса после пайки по отношению к паяемому шву и основному металлу должна быть также минимальной.

4. Флюс должен разрушить или удалить поверхностные неметаллические пленки, образующиеся на поверхности соединяемых деталей и припоев под воздействием окружающей среды.

5. Флюс в жидком состоянии должен хорошо растекаться по припою, затекать между соединяемыми деталями и смачивать их.

6. В расплавленном и газообразном состоянии флюс должен способствовать растеканию припоя по паяемым поверхностям и соединению его с основным металлом, т.е. быть поверхностно-активным.

7. Флюс должен быть устойчив при трaнcпортировке, хранении и пайке.

8. Флюс не должен заметно изменять состав при нагреве в процессе пайки.

Применяемые в настоящее время флюсы можно разделить на следующие группы:

1. Флюсы на основе соединений бора.

2. Флюсы на основе фтористых соединений металлов.

3. Флюсы на основе хлористых соединений металлов.

4. Флюсы на основе канифоли и др. органических соединений.

К первой группе относятся флюсы, состоящие из тетраборнокислого натрия, борной кислоты, борного ангидрида, а также флюсы более сложного состава на основе этих веществ. Эти флюсы применяются для пайки углеродистых сталей, чугуна, меди, бронзы, латуни медно-цинковыми и серебряными припоями с температурой плавления выше 800 0 С. Качество паяемых соединений получается более высоким при предварительном обезвоживании их, что связано с уменьшением вредного влияния на металлы паров воды. Для пайки нержавеющих сталей и жаропрочных сплавов они не пригодны, так как не удаляют с поверхности химически устойчивые пленки оксидов хрома, титана и др. активных элементов.

При наличии на поверхности основного металла и припоя устойчивых, трудноудаляемых пленок окиси применяют флюсы второй группы на основе фторидов (NaF, KF, фторборат калия). С их помощью можно паять нержавеющие и жаропрочные стали, а также никелевые и медные сплавы серебряными припоями.

Однако они совершенно не подходят для пайки алюминиевых и магниевых сплавов. Для этой цели применяют флюсы третьей группы. Основой этих флюсов является легкоплавкая эвтектика ZiCl – KCl (карналлит). Растворителем оксидов обычно является фтористый натрий. В качестве активного компонента чаще всего применяют хлористый цинк. Для черных и цветных металлов широкое распространение в качестве флюсов имеют водные растворы хлористого цинка. Они обладают высокой химической активностью и применяются, когда имеется возможность полного удаления остатков флюса после пайки. Активность ZnCl₂ повышается при добавлении хлористого аммония. Однако при пайке с применением этих флюсов необходимо тщательно удалять флюс, т.к. они вызывают сильную коррозию металла в зоне паяного соединения.

Флюсы четвертой группы на основе канифоли и других органических соединений применяются при низкотемпературной пайке металлов в тех случаях, когда не представляется возможность тщательно промыть изделие после пайки. Остатки этих флюсов не вызывают коррозии, но они менее активны в процессе пайки. Флюсующее действие канифоли объясняется наличием в ее составе абиетиновой кислоты C₂₀H₃₀O₂ и других органических кислот, растворяющих окислы меди и некоторых других металлов.

При температуре 125 0 С канифоль переходит в жидкое состояние, а при нагреве до 300 0 С разлагается. Нагрев выше 300 0 С приводит к обугливанию и потере флюсующих свойств. Для пайки металлов и сплавов, оксиды которых плохо удаляются канифолью, применяют добавки активизаторов: анилин С₆Н₅NH₂, триэтаноламин N(CH₂CH₂OH)₂ солянокислый диэтиламин (С₂Н₅)₂NHHCl салициловая кислота НОС₆Н₄СО₂Н и др. Иногда даже вводят в небольших количествах ZnCl₂ и NH₄Cl (до 3 %). Для низкотемпературной пайки алюминия и его сплавов эти флюсы не пригодны. Для этих целей начинают находить применение флюсы, содержащие в качестве активных компонентов борфториды кадмия и цинка. Основой таких флюсов служат высококипящие органические соединения, например, триэтаноламин.