Что такое припой с флюсом
Что такое припой с флюсом и как его использовать?
Время чтения: 6 минут
Припой и флюс для пайки — незаменимые помощники для многих домашних и профессиональных мастеров. С их помощью можно добиться качественных ровных швов. Производители предлагают множество разновидностей флюсов и припоев. На рынке существует даже припой, внутри которого есть флюс! И во всем этом разнообразии трудно разобраться, если вы никогда не использовали припои и флюсы.
Мы решили облегчить вам задачу и рассказать про виды припоев и флюсов, и их применение. Вы узнаете, чем легкоплавкие припои отличаются от тугоплавких, что такое активные и пассивные флюсы, и как использовать эти материалы в своей работе.
Разновидности припоев
Припой — это металлический пруток, используемый для заполнения стыков между двумя деталями. Он плавится и смешивается с основным металлом или вовсе выступает как основной металл. Может иметь различный диаметр. Изготавливается из олова, но с добавлением других металлов. Например, свинца цинка или меди. Может быть легкоплавким или тугоплавким.
Легкоплавкие
Легкоплавкие припои чаще всего используются при выполнении мелкой работы. Например, при пайке радиоаппаратуры. Также такой припой незаменим, если необходима пайка радиоэлектронных элементов. В составе чаще всего можно встретить сочетание олова с кадмием, висмутом, свинцом или цинком.
Исходя из названия, нетрудно догадаться, что такие припои легко плавятся. Чтобы их расплавить достаточно одного небольшого паяльника. Если вам нужен припой для работы с радиоэлектроникой, то выбирайте прутки с температурой плавления до 140 градусов.
Существуют и специальные припои для лужения плат. Температура их плавления не превышает 100 градусов. За счет таких свойств лужение проходит легче и быстрее. У припоев есть свои марки но на этом мы не будем заострять внимание. Это тема для отдельной статьи.
Скажем лишь, что при пайке современной аппаратуры рекомендуется использовать припой без свинца и с температурой плавления около 200 градусов. Это связано с особенностями зарубежной техники. Она изготавливается в соответствии со строгими экологическими нормами, согласно которым свинец при пайке выделяет вредные пары.
Тугоплавкие
Тугоплавкие припои — антипод легкоплавким. Температура их плавления начинается с отметки в 400 градусов. Такие припои используются в профессиональной промышленной сварке, где необходимо заварить большие детали. В составе тугоплавких припоев можно встретить много меди, серебра, никеля или магния. Они очень прочные и толстые, поэтому их не используются в домашней пайке. Такие припои раскрывают свой потенциал при сварке тугоплавких металлов. Например, чугуна или латуни.
Припой с флюсом
Существует отдельная категория припоев — это припой с флюсом внутри. Он же припой трубчатый. Представляет собой полый пруток, в сердцевине которого содержится флюс. Пруток плавится при пайке, позволяя флюсу выделяться и выполнять защитную функцию. Яркий пример — это припой Castolin 192 FBK с флюсом и припой Brazetec Comet 3476U.
Такие припои очень удобны в работе, поскольку выполняют сразу две функции: практическую и защитную. Не нужно тратить время на нанесение флюса и его выбор. Но вы должны понимать, что такие припои не обеспечивают достаточную защиту зоны пайки. Они лишь немного улучшают качество швов. Если вам необходим безупречный результат, то лучше использовать припой и флюс отдельно друг от друга. Как два разных материала.
А вот что такое флюс и зачем он нужен, вы узнаете дальше.
Разновидности флюсов
Флюс — это вещество, наносимое на место пайки или сварки, защищающее металл от окисления и улучшающее качество шва. Флюс способен кардинально изменить качество, в том числе ровность шва и его эстетические характеристики. Поэтому к выбору флюса нужно подойти с умом.
Здесь есть четкая связь с припоем. Чем легче плавится припой, тем лучше раскрываются свойства флюса. У флюса должна быть температура плавления чуть ниже, чем у припоя. Тогда вы добьетесь качественного результата.
Производители предлагают флюсы для пайки двух разновидностей: активные и пассивные.
Химически активные
Химически активные флюсы содержат в своем составе кислотосодержащие вещества. Они, в свою очередь, способы уничтожить любой налет или признаки коррозии. В качестве кислотосодержащего может использоваться известная всем соляная кислота, хлористый цинк и др. Если не очистить место пайки от остатков флюса металл может испортиться и появится новая коррозия.
Химическая активность таких флюсов — это и достоинство, и недостаток одновременно. При неумелом использовании такие флюсы разъедают металл и текстолит, если применять их в радиоэлектронике. Не стоит забывать, что такие флюсы способны оставлять ожоги на коже, поэтому важно соблюдать технику безопасности. Зато при грамотном использовании активные флюсы удаляют любой налет и коррозию, позволяя улучшить качество работ.
Мы не рекомендуем использовать химически активные флюсы в повседневной пайке. Они требуют внимания и опыта. А при пайке радиокомпонентов лучшее вообще не использовать данный тип флюса. Поскольку с большой вероятность он будет разъедать текстолит, и вы ничего не сможете исправить.
Химически пассивные
Химически пассивные флюсы используются очень часто. У них нет таких ярко выраженных окислительных свойств, как у химически активных, поэтому с ними проще работать. Химически пассивные флюсы удаляют жировой налет и небольшие загрязнения, но не коррозию. В составе таких флюсов есть органические компоненты, поэтому их можно применять при пайке радиоэлементов.
Химически пассивные флюсы защищают зону сварки от окисления и улучшают качество работы. Впрочем, как и химически активные.
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!
Припои и флюсы для пайки
Припой — это легкоплавкий сплав металлов, предназначенный для соединения проводов, выводов, деталей и узлов пайкой. Ранее припои обозначали тремя буквами — ПОС (припой оловянно-свинцовый), за которыми идет двузначное число, показывающее содержимое олова в процентах, например ПОС-40, ПОС-60.
Выбор припоя для пайки
Выбор припоя производят в зависимости от таких факторов: от соединяемых металлов или сплавов, от способа пайки, от температурных ограничений, от размера деталей, от требуемой механической прочности, от коррозийной стойкости и др.
Для пайки толстых проводов используют припой с температурой плавления более высокой, чем для пайки тонких проводов.
В некоторых случаях необходимо учитывать и электропроводность припоя (напоминание: удельное сопротивление олова равно 0,115 Ом х мм2/м, а свинца — 0,21 Ом х мм2/м).
Разновидности припоев.
Припои разделяются на три группы: тугоплавкие, легкоплавкие и сверхлегкоплавкие. Тугоплавкие припои (радиолюбители их практически не используют). К тугоплавким относятся припои с температурой плавления свыше 500 °С, создающие очень высокую механическую прочность соединения (сопротивление разрыву до 50 кг/мм2). Недостатком их является именно то, что они требуют высокой температуры нагрева и, хотя прочность такой пайки получается весьма высокой, интенсивный нагрев может привести к нежелательным последствиям: можно, например, «отпустить» стальную деталь.
Недостатком твердых припоев является то, что они требуют высокой температуры нагрева, и хотя прочность такой пайки весьма высока, интенсивный нагрев может привести к весьма нежелательным последствиям: можно перегреть дорогостоящую деталь и вывести ее из строя (например, транзистор или микросхему), можно «отпустить», например, стальную деталь (пружину).
Сверхлегкоплавкие (радиолюбительские) припои. Существуют также сплавы, в состав которых, кроме олова и свинца, входят висмут и кадмий. Эти сплавы наиболее легкоплавкие: у некоторых из них температура плавления менее 100 °С. Механическая прочность соединения у таких сплавов весьма невелика. Раньше их применяли для пайки кристаллов в кристаллических детекторах. В настоящее время легкоплавкие кадмий-висмутовые сплавы находят применение при ремонте печатного монтажа. Используются они также для пайки транзисторов, так как по техническим условиям их рекомендуется паять припоем с температурой плавления, не превышающей 150 °С.
Для пайки транзисторов можно применять так называемый сплав Вуда с температурой плавления 75 °С, в состав которого входят: олово — 13%, свинец — 27%, висмут — 50%, кадмий — 10%. Сплав Вуда можно приготовить по указанному рецепту самому или купить в аптеке. Пайка ведется слабо нагретым паяльником. В качестве флюса используется канифоль.
Форма радиолюбительских припоев
В прошлом веке порекомендовали оловянный прут сечением 10 мм. Сейчас для пайки пользуются припойной проволокой сечением от 1 до 5 мм. Наиболее распространены 1,5—2 мм многоканальные припои. Многоканальность означает, что внутри оловянной проволоки расположены несколько каналов флюса, который обеспечивает образование ровной блестящей и надежной пайки.
Продается такой припой в мотках — на радиорынках, в колбах — в которых он находится свернутым в спираль, и в бобинах (в них количество припоя такое, что его хватит не на один год). Рекомендуется приобретать в виде проволочки, толщиной со спичку — удобнее паять.
Современные припои, используемые при пайке электронных схем, выпускаются в виде тонких трубочек, заполненных специальной смолой (колофонием), выполняющей функции флюса. Нагретый припой создает внутреннее соединение с такими металлами, как медь, латунь, серебро и т. д., если выполнены следующие условия: поверхности подлежащих пайке деталей должны быть зачищены, то есть с них необходимо удалить образовавшиеся с течением времени пленки окислов, деталь в месте пайки необходимо нагреть до температуры, превышающей температуру плавления припоя. Определенные трудности при этом возникают в случае больших поверхностей с хорошей теплопроводностью, поскольку мощности паяльника может не хватить для ее нагрева.
Самостоятельное приготовление припоя
Для самостоятельного приготовления припоя компоненты состава (олово и свинец) отвешивают на весах, расплавляют смесь в металлическом тигле над газовой горелкой и, перемешав расплав стержнем из стали, стальной пластинкой снимают пленку шлака с поверхности расплава. Затем осторожно разливают расплав в формы — желоба из жести, дюралюминия или гипса.
Плавку необходимо выполнять в хорошо проветриваемом помещении, надев защитные очки, перчатки и фартук из грубой ткани.
Флюсы для пайки
Для чего при пайке нужен флюс? Во время пайки температура соединяемых деталей значительно повышается. При этом скорость окисления металлических поверхностей возрастает. В итоге припой хуже смачивает соединяемые детали. Поэтому необходимо использовать вспомогательные вещества, флюсы.
Что такое флюс? Флюс — это вспомогательный материал, который призван во время пайки удалять оксидную пленку с деталей, подвергаемых пайке, и обеспечивать хорошее смачивание поверхности детали жидким припоем. Без флюса припой может не прикрепиться к поверхности металла. Назначение флюсов: надежно защищают поверхность металла и припоя от окисления, улучшают условия смачивания металлической поверхности расплавленным припоем.
Действие флюса зависит от его состава, имеемые флюсы: или растворяют окисные пленки на поверхности металла (а иногда и сам металл), или предохраняют металл от окисления при нагреве. Таким образом, флюс образует защитную пленку над местом пайки.
Флюс уже содержится в современном припое в виде тонкого сердечника. При расплавлении припоя он распределяется по поверхности жидкого металла. Флюсом покрывают поверхности уже залуженных металлов также и перед их соединением (собственно пайкой). При этом флюс является ПАВ, то есть Поверхностно Активным Веществом. После соприкосновения деталей избыток флюса между ними вылезает наружу и все время испаряется потому, что температура его испарения ниже, чем у припоя.
Флюсы бывают разные. Например, для ремонта металлической посуды пользуются «паяльной кислотой» — раствором цинка в соляной кислоте. Паять радиоконструкции с таким флюсом нельзя — со временем он разрушает пайку. Для радиомонтажа надо применять флюсы, в которых нет кислоты, например, канифоль.
Требования к радиолюбительским флюсам
Выбор флюса — важный вопрос. Раньше использовалась только канифоль, другого флюса не было. Чем плоха канифоль — канифоль, спиртовой канифольный флюс относятся к категории активных флюсов. Первый недостаток — при высоких температурах удаляется не только оксид металла, но и сам металл. Второй недостаток — очистка платы после пайки с канифолью является большой проблемой. Смыть остатки можно только спиртом или растворителями (да и то, порой проще отковырять чем-то острым).
Остатки флюса на плате не только некрасиво с эстетической точки зрения, но и вредно. На платах с малыми зазорами между проводников возможен рост дендритов (проще говоря, замыканий) вызванных гальваническими процессами на загрязненной поверхности. Каков же выход — на современном рынке материалов можно найти широкую гамму флюсов, которые смываются обычной водой, не разрушают жало паяльника и обеспечивают высокое качество пайки. Продаются такие флюсы, как правило, в шприцах, что очень удобно для использования.
Независимо от того, какой флюс используется, готовую пайку нужно обязательно протирать тряпочкой, смоченной в спирте-ректификате или ацетоне, а также прочищать жесткой щеточкой или кисточкой, смоченной растворителем, для удаления остатков флюса и грязи. В некоторых исключительных случаях вместо канифоли можно пользоваться ее заменителями:
— канифольным лаком, имеющимся в продаже в хозяйственных магазинах. Его можно применять как жидкий флюс взамен раствора канифоли в спирте. Этот же лак можно использовать и для антикоррозийного покрытия металлов.
— живицей — смолой сосны или ели — доступным материалом, особенно любителям, живущим в сельской местности. Такой флюс можно приготовить самому. Набранную в лесу с деревьев смолу нужно растопить в жестяной банке на слабом огне (на сильном огне смола может воспламениться). Расплавленную массу разлить в спичечные коробки.
— таблеткой аспирина, имеющейся в любой домашней аптечке. Недостаток этого флюса — неприятный запах дыма, выделяющийся при плавлении аспирина.
Сейчас выпускается большое количество разнообразных, так называемых «безотмывочных», флюсов, как жидких, так и в виде полужидкого геля. Особенность их такова, что они не содержат компонентов, вызывающих окисление и коррозию соединяемых деталей, не проводят электрический ток и не требуют промывки платы после пайки. Хотя все равно лучше после завершения пайки удалять с припаянных деталей все остатки флюса.
Шприц разрезается на 2 части. Обе части вставляются в резиновую трубку. Иголка слегка укорачивается, ее можно для удобства пользования слегка изогнуть. Слегка нажимая на шланг, выдавливаем из кончика капельку флюса на припаиваемые детали и производим пайку. При хранении, чтобы не засыхала иголка внутрь нее можно вставлять тонкую проволоку. Так же удобно пользоваться флюсом в виде геля или пасты. Для его нанесения тоже можно воспользоваться одноразовым шприцем, только из-за его густоты иголку шприцевую придется взять потолще.
Другие статьи из цикла про пайку:
Что такое припой с флюсом для пайки: особенности использования
Пайка паяльником, когда с соединяемых поверхностей снимается слой окислов травлёной цинком кислотой. На жало паяльника берётся капля припоя, обмакивается в канифоль, концы деталей лудятся, соединяются. Ещё капля припоя – и через минуту соединение готово и остыло. Но это только малая толика паяльных процессов для домашних мастеров и пайщиков в производственных цехах.
Виды, составляющие
Сбалансированный сплав на основе доминирующего металла для создания неразъёмных соединений металлических деталей методом внесения плавкого соединителя с местным нагревом – это припой.
Способы пайки, ограничения воздействия температуры на детали, механическая прочность соединения, сопротивление влиянию коррозии обусловливают многообразие видов.
Технологические требования к заполнителю:
Мягкие легкоплавкие
Отечественные припои именуются в соответствии с ГОСТ. Маркировка соответствует наименованиям доминирующих химических элементов, определяющих свойства материала. Форма выпуска: проволока, прутки, фольга, порошки, комбинированные пасты, трубки с наполнением из канифоли.
Легкоплавкими припоями считаются сплавы с температурой плавления 60–450 0 С. Низкотемпературные оловянно-свинцовые имеют низкую прочность. Применяются для соединения деталей, боящихся перегрева. Распространены составы ПОС.
Дешифровка аббревиатуры: «припой оловянно-свинцовый». Цифровая индикация указывает на процентное содержание олова. Распространённые химические элементы в составе припоев и тинолей помимо свинца: сурьма, медь, висмут, мышьяк, цинк.
Плавкость паяльных составов, область применения:
Тугоплавкие
Сфера применения – промышленная пайка чугунов, разнородных сталей, медесодержащих сплавов, томпака. Температура плавления в диапазоне 400–800 0 С. Составляющие припоев: медь, серебро, никель, магний. Соединения отличаются прочностью.
В сокращении ПМЦ (припой медно-цинковый), цифра указывает на содержание меди. Всего используются 3 марки, утверждённые ГОСТ 1534—42 : ПМЦ-36, ПМЦ-48, ПМЦ-54. Помимо основного компонента присутствует цинк, 5–7% приходится на железо, олово, сурьму. Температура плавления 800–900 0 С.
Существуют ограничения применения вследствие выгорания лигатур. Цинк выгорает при переходе из жидкой фазы, что становится причиной пористости. Разрушительные последствия грозят:
В этом случае ведётся пайка рафинированной медью при повышении температуры. Иной путь – использование низкотемпературных оловянистых лигатур, улучшающих жидкотекучесть. Или кремнистых присадок. Кремний препятствует испарению и окислению цинка.
[stextbox выпускаются прутками, полосами, гранулами. Флюсы для пайки – бура.[/stextbox]
Альтернатива серебру — фосфор. Пластичные медно-фосфорые припои при сохранении подобия свойств имеют плюсы:
Пайка алюминия ведётся в узких температурных рамках под слоем масла, чтобы сдержать окисление, ультразвуковыми паяльниками. Применяются силумин, 34А, П590А, П 575. Легирующие элементы кремний, медь, цинк.
Флюс в припое что это и зачем?
По аналогии со сварочной самозащитной проволокой выпускается офлюсованный припой. Нет нужды разделять операции по очистке обрабатываемой поверхности, улучшении адгезии.
Пример материала для бытового применения – 7-компонентная комбинация HTS2000 производства США для сращения широкого спектра алюминиевых сплавов.
Овальная трубка длиной 460 мм, Ø 2,1 мм плавится без внесения в зону пламени горелки, при касании разогретого металла. Температура плавления прутка 390 0 подразумевает раздельное нагревание. Инструкция гласит, что плавление и заполнение шовного пространства происходит при натирании зоны нагрева присадочным прутком.
Для нагруженных швов не применяется. Технология раздельного нагрева усложнена и требует ювелирного владения горелкой. Чтобы не выжечь на протяженном участке ранее наложенный контактный слой, необходимы ухищрения по поддержанию равной температуры зоны обработки.
Поверхность нагрева в этот период беззащитна, окисляется. Присадочный стержень следует за щёткой, сцарапывающей окисную плёнку. Заполнение микропор при температуре, далёкой до разжижения основы безопасно: переход алюминия из твёрдого состояния в текучее трудно определить на глаз.
Отмечена невысокая герметичность за счёт образования пор на поверхности шва. Зато HTS2000 один из недорогих в своей нише. Обеспечивает достойную прочность сопряжения.
[stextbox сколько хороши разрекламированные патентованные средства и целесообразность применения, проверяем на форумах по отзывам специалистов.[/stextbox]
Припой с флюсом HTS-528 с температурным порогом 760 0 по этой же схеме применяется для чёрного металла с чугуном, сплавов меди, никеля. Изготовитель рекомендует ориентироваться по цвету нагретой детали, достигнута ли потребная температура.
Что такое флюс для пайки?
Качество пайки основывается на правильности подбора компонентов флюса и присадки. Функция флюса:
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 0 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.
Наименования и 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.
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.
Импортные
Классификация
Нередко в маркировке импортных флюсов можно встретить маркировочные символы. Рассмотрим ниже их обозначение:
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.
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:
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:
Паяльная кислота ПЭТ – оптимальная температура процесса пайки с ее применением 150 – 320 градусов. Применяется при спаивании углеродистых сталей, латуни, меди, никеля.