Что такое припой и флюс
Перейти к содержимому

Что такое припой и флюс

  • автор:

Что такое припой и флюс

Теоретические основы

  • Введение
  • 1 Общие сведения об электроматериалах
    • 1.2 Особенности строения твердых тел
    • 1.3 Элементы зонной теории твердого тела
    • 2.1 Виды электропроводности проводниковых материалов
    • 2.2 Основные свойства металлических проводников
    • 2.3 Металлы высокой проводимости
    • 2.4 Тугоплавкие металлы
    • 2.5 Благородные металлы
    • 2.6 Коррозионно-стойкие металлы
    • 2.7 Некоторые другие металлы
    • 2.8 Сплавы высокого сопротивления
    • 2.9 Сплавы для термопар
    • 2.10 Тензометрические сплавы
    • 2.11 Контактные материалы
    • 2.12 Припои и флюсы
    • 2.13 Неметаллические проводящие материалы
    • 3.1 Электропроводность полупроводников
    • 3.2 Влияние внешних факторов на электропроводность полупроводников
    • 3.3 Термоэлектрические и электротермические эффекты в полупроводниках
    • 3.4 Гальваномагнитные эффекты в полупроводниках
    • 3.5 Оптические и фотоэлектрические эффекты в полупроводниках
    • 3.6 Электрические переходы
    • 3.7 Основные полупроводниковые материалы
    • 4.1 Поляризация диэлектриков
      • 4.1.1 Полярные и неполярные диэлектрики
      • 4.1.2 Механизмы поляризации
      • 4.1.3 Влияние различных факторов на относительную диэлектрическую проницаемость
      • 4.2.1 Электропроводность твердых диэлектриков
      • 4.2.2 Электропроводность жидких диэлектриков
      • 4.2.3 Электропроводность газов
      • 4.3.1 Потери на электропроводность
      • 4.3.2 Релаксационные потери
      • 4.3.3 Резонансные потери
      • 4.3.4 Миграционные и ионизационные потери (потери от неоднородности структуры)
      • 4.4.1 Пробой газов
      • 4.4.2 Пробой жидкостей
      • 4.4.3 Пробой твердых диэлектриков
      • 4.5.1 Газообразные диэлектрики
      • 4.5.2 Жидкие диэлектрики
      • 4.5.3 Твердые диэлектрики
      • 4.6.1 Сегнетоэлектрики
      • 4.6.2 Пьезоэлектрики
      • 4.6.3 Пироэлектрики
      • 4.6.4 Электреты
      • 4.6.5 Жидкие кристаллы
      • 5.1 Общие сведения о магнитных свойствах вещества
      • 5.2 Классификация веществ по магнитным свойствам
      • 5.3 Физическая сущность ферромагнетизма
        • 5.3.1 Доменное строение как основа ферромагнетизма
        • 5.3.2 Намагничивание ферромагнетиков
        • 5.5.1 Магнитострикция и магнитоупругость
        • 5.5.2 Влияние температуры на магнитные свойства
        • 5.5.3 Магнитные потери
        • 5.6.1 Постоянные магниты
        • 5.6.2 Пермаллои
        • 6.1 Общие сведения о компонентах радиоэлектроаппаратуры
        • 6.2 Резисторы: классификация, основные параметры
          • 6.2.1 Классификация резисторов
          • 6.2.2 Основные параметры и свойства резисторов
          • 6.2.3 Основные виды проводящих элементов резисторов
          • 6.2.4 Магниторезисторы
          • 6.2.5 Фоторезисторы
          • 6.3.1 Классификация конденсаторов
          • 6.3.2 Основные характеристики конденсаторов
          • 6.3.3 Нелинейные конденсаторы
          • 6.4.1 Общие сведения и основные параметры
          • 6.4.2 Классификация диодов
          • 6.4.3 Условное графическое обозначение диодов в схемах
          • 6.4.4 Надежность и причины отказов полупроводниковых диодов
          • 7.1 Краткие сведения о датчиках
          • 7.2 Термоэлектрический эффект Зеебека
          • 7.3 Электротермический эффект Пельтье
          • 7.4 Эффект Холла
          • 7.5 Магниторезистивный эффект (эффект Гаусса)
          • 7.6 Магнитоупругий эффект
          • 7.7 Фотоэффект
          • 7.8 Терморезистивный эффект
          • 7.9 Тензорезистивный эффект
          • 7.10 Пьезоэлектрический эффект
          • 7.11 Пироэлектрический эффект

          2.12 Припои и флюсы

          Припои – это специальные сплавы, применяемые при пайке. Пайкой называется процесс соединения материалов в твердом состоянии путем введения в зазор легкоплавкого металла – припоя, взаимодействующего с основными материалами и образующего жидкую металлическую прослойку, кристаллизация которой приводит к образованию паяного шва. Пайку осуществляют или с целью создания механически прочного (иногда герметичного) шва, или получения постоянного электрического контакта с малым переходным сопротивлением. При пайке места соединения и припой нагревают. Так как припой имеет температуру плавления значительно ниже, чем соединяемые металлы, то он плавится, а основные металлы остаются твердыми. На границе соприкосновения расплавленного припоя и твердого металла происходят сложные физико-химические процессы (рисунок 2.18).

          Рисунок 2.18 – Основные стадии образования паяного соединения (стрелки показывают направление потоков теплоты)

          После нагрева соединяемых деталей до температуры плавления припоя (а) и его расплавления (б) происходит смачивание, растекание и заполнение капиллярного зазора жидким припоем (в), затем растворение основного металла в жидком припое и взаимная диффузия компонентов основного металла и припоя (г), в результате чего образуется промежуточная прослойка, которая после застывания и кристаллизации паяного шва (д) соединяет детали в одно целое. Практически все перечисленные стадии процесса пайки перекрываются, и окончание одной стадии трудно отделить от начала другой. Кроме того, эти стадии сопровождаются рядом других процессов (восстановление или разрушение пленки окислов, поглощение и выделение газов соединяемыми материалами и припоем, отжиг и рекристаллизация материала соединяемых деталей, химическое взаимодействие материалов с окружающей средой, возникновение или снятие внутренних напряжений в деталях и т. д.).

          Припои делятся на две группы: мягкие – с температурой плавления до 400 o С и твердые – с температурой плавления свыше 500 o С. Припои этих двух групп существенно различаются по механическим свойствам: мягкие припои имеют предел прочности при растяжении на выше
          50 – 70 МПа, а твердые – до 500 МПа.

          Выбор типа припоя зависит от рода спаиваемых металлов или сплавов, требуемой механической прочности, коррозионной стойкости, стоимости и (при пайке токоведущих частей) удельной электрической проводимости припоя.

          Название припоя, как правило, определяется металлами, входящими в него в наибольших количествах. Название припоев, содержащих драгоценные или редкие материалы даже в небольших количествах, происходят от этих металлов. В условных обозначениях марок припоев первая буква П означает «припой», а затем идут сокращенное наименование основных компонентов и их количество в процентах. Используются следующие сокращения: олово – О; сурьма – Су; свинец – С; алюминий – А; серебро – Ср и т.д. Например, ПОС-61 – припой оловянно-свинцовый, содержит 61% олова, остальное – свинец; ПМЦ-36 – припой медно-цинковый, содержит 36% меди, остальное – цинк; ПСр-50 – припой серебряный, содержит 50% серебра.

          Мягкими в основном являются припои оловянно-свинцовые с содержанием олова от 18 (ПОС-18) до 90% (ПОС-90). Удельная проводимость этих припоев составляет 9 – 13% от проводимости чистой меди, а ТКl=(26–27)*10 -6 К -1 . Существуют также мягкие припои с добавками алюминия, серебра. Еще меньшую температуру плавления имеют припои, в состав которых входят висмут и кадмий. Их применяют в тех случаях, когда требуется пониженная температура пайки, а механическая прочность не очень существенна. Сплав Вуда (50% Bi; 25% Pb; 12,5% Sn; 12,5% Cd) имеет температуру плавления всего 60,5 o С.

          Наиболее распространенные твердые припои – медно-цинковые (ПМЦ) и серебряные (ПСр).

          В электровакуумной технике для вводов, вплавляемых в стекло и работающих при сравнительно низких температурах, не требуются очень тугоплавкие и дорогие металлы (вольфрам, молибден, платина и т.п.). В этом случае наиболее существенной характеристикой является ТКl припоя, который для получения вакуум-плотного входа должен соответствовать ТКl стекла. Примерами таких припоев являются ковар и платинит.

          Ковар (марка 29НК) , применяемый для впаивания элементов в твердые стекла, имеет следующий примерный состав: Ni – 29%; Co – 18%; Fe — остальное. Его ρ составляет 0,49 мкОм*м,
          а ТКl – (4 – 5)*10 -6 К -1 .

          Платинит представляет собой биметаллическую проволоку с сердечником из никелевой стали марки Н42 (массовое содержание никеля 42 – 44%) и наружным слоем из меди марки МО (массовая доля меди в проволоке составляет 25 – 30%). Название «платинит» объясняется тем, что ТКl этой проволоки близок к значению ТКl платины.

          Флюсы являются вспомогательными материалами для пайки и сварки. Их назначение:

          1) растворять и удалять окислы и загрязнения с поверхности спаиваемых металлов;

          2) защищать в процессе пайки поверхность металла, а также расплавленный припой от окисления;

          3) уменьшать поверхностное натяжение расплавленного припоя;

          4) улучшать растекаемость припоя и смачиваемость соединяемых им поверхностей.

          По действию, оказываемому на припаиваемый металл, флюсы делятся на несколько групп.

          Активные (кислотные) флюсы приготавливают на основе активных веществ – соляной кислоты, хлористых и фтористых соединений металлов и т.д. Эти флюсы интенсивно растворяют оксидные пленки на поверхности металла, благодаря чему обеспечивается хорошая адгезия и высокая механическая прочность спая. Но остаток флюса после пайки вызывает интенсивную коррозию спая и основного металла. Поэтому эти флюсы применяют только в том случае, когда возможна тщательная промывка и полное удаление остатков флюса. При монтажной пайке радиоаппаратуры использование активных флюсов недопустимо.

          Бескислотные флюсы – это канифоль и флюсы, приготовляемые на ее основе с добавлением неактивных веществ (спирта, канифоли).

          Активированные флюсы изготавливают на основе канифоли с добавкой активаторов – небольших количеств солянокислого или фосфорнокислого анилина, салициловой кислоты и т.п. Высокая активность некоторых активированных флюсов позволяет производить пайку без предварительного удаления окислов после обезжиривания.

          Антикоррозионные флюсы изготавливают на основе фосфорной кислоты с добавлением различных органических соединений и растворителей, а также флюсы на основе органических кислот (например, флюс ВТС). Остатки этих флюсов не вызывают коррозии.

          © ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет»
          Редакционно-издательский центр
          Отдел допечатной подготовки и программно-методического обеспечения
          Уфа 2014

          Припой, флюс и не только: что нужно для пайки

          Припой, флюс и не только: что нужно для пайки

          Новичку пайка может показаться чем-то сложным. На самом деле освоить этот навык довольно просто. Пайка может пригодиться в самых разных ситуациях — от сборки электронных устройств до ремонта бытовой техники. Что нужно для пайки и как правильно к ней подготовиться? Рассмотрим основные инструменты, необходимые для успешной пайки. А также дадим советы по их выбору и использованию.

          Припой

          Пайка — соединение деталей расплавленным металлом. Температура его плавления ниже, чем у соединяемых деталей. Этот металл называется припоем.

          Здесь кроется главное отличие пайки от сварки. При сварке соединяемые детали плавятся сами. Иногда можно даже обойтись без дополнительных материалов. Для пайки припой необходим.

          Существует множество припоев с различными свойствами. Они различаются твердостью, температурой плавления, устойчивостью к коррозии, возможностью соединения различных металлов.

          В бытовой технике и электронике обычно используются легкоплавкие оловянно-свинцовые сплавы ПОС.

          Наиболее популярен припой ПОС-61 — он плавится при 190 ºС. Низкая температура плавления упрощает пайку. Припой позволяет сберечь не любящие нагрева электронные элементы.

          Но если нужно работать с элементами силовой схемы (например, припаять провода к ТЭНу), температура плавления ПОС-61 будет слишком низкой. Он может расплавиться при работе прибора. Здесь нужны более тугоплавкие припои с меньшим содержанием олова. Например, ПОС-40 — он плавится при 240 ºС.

          Бывают и особо легкоплавкие припои. Например, сплав Розе (температура плавления 94 ºС), сплав Д`Арсенваля (79 ºС), сплав Вуда (60,5 ºС).

          Паяльник

          Чтобы соединить детали пайкой, припой нужно как-то расплавить. Способов сделать это множество. Можно, конечно, использовать «дедовский» метод — взять разогретый в огне гвоздь.

          Но лучше все же воспользоваться специальным прибором — паяльником.

          Паяльники отличаются размерами и мощностью. Для ремонта бытовой техники лучше всего подойдет паяльник средней мощности. Им и отвалившийся проводок к плате подпаять можно, и тугоплавкий припой расплавить.

          Для пайки микроэлектроники нужен паяльник с тонким жалом. Большая мощность ему ни к чему.

          Самые мощные паяльники используются для пайки крупных деталей тугоплавкими припоями. Ими можно отремонтировать даже металлическую посуду.

          У паяльников есть и другие опции. Подробнее о них можно прочитать в этой статье.

          Флюс

          Расплавить припой, нанести его на деталь… Вроде бы звучит просто. Но тут возникает проблема. Расплавленный припой почему-то не хочет держаться ни на паяльнике, ни на детали: он просто скатывается с них.

          Если и удается как-то удержать припой между деталями, после остывания соединение разваливается при малейшем усилии.

          Причина такого «вредного» поведения припоя — пленка окислов. Она образуется на большинстве металлов. Пленка не дает припою войти в контакт с самим металлом, поэтому для успешной пайки ее надо растворить. Для этого используют различные флюсы.

          Канифоль

          Канифоль — это обычная смола хвойных деревьев. В ней содержится большое количество кислот, которые и растворяют оксидную пленку.

          Нужно только нанести расплавленную канифоль в место пайки. Либо опустить провод или контакт в лужицу расплавленной канифоли.

          Чтобы олово не скатывалось с паяльника, его жало тоже нужно кратковременно опустить в канифоль.

          Часто канифоль добавляется прямо в припой.

          Для этого припой выполняется в виде тонкой трубочки, заполненной флюсом. Это облегчает работу. Однако для пайки крупных деталей канифоли из припоя недостаточно. Дополнительный флюс все равно потребуется.

          Канифоль обладает низкой коррозионной активностью (неактивна), не проводит электричество и практически безвредна. Ее удобно хранить и использовать.

          Но эффективность канифоли невысока. С сильно окисленными поверхностями она не справится. При пайке алюминия и алюминиевых сплавов канифоль использовать не получится. Активные флюсы действуют быстрее и эффективнее.

          Паяльная паста

          В отличие от твердой канифоли этот флюс имеет полужидкую консистенцию. Обычно он продается в шприце, которым флюс удобно наносить на детали.

          Паяльной пастой пользоваться проще, чем канифолью.

          Состав паяльных паст бывает разным. Перед использованием следует свериться с инструкцией. Там написано, для пайки каких металлов предназначена паста — и нужно ли смывать ее после работы.

          Неактивный флюс можно оставить на спаянных деталях.

          А вот активный нужно обязательно смыть: он ускоряет коррозию.

          Многие флюсы гигроскопичны и имеют некоторую проводимость. И даже канифоль из-за загрязнений может начать проводить электричество. Это может привести к некорректной работе электроники. Поэтому с печатных плат лучше смывать остатки любого флюса.

          Жидкая канифоль

          Жидкий флюс, представляющий собой смесь обычной канифоли со спиртом или кислотой. Последний вариант так же называют активированной канифолью.

          Жидкой канифолью пользоваться проще, чем твердой — не нужно ее предварительно плавить.

          Обычная жидкая канифоль имеет те же особенности, что и твердая. Она неактивна, не проводит электричество, безопасна для здоровья, но не очень эффективна. Активированная канифоль эффективнее, но ее нужно смывать, а испарения могут быть ядовиты.

          Паяльная кислота

          Наиболее эффективный флюс.

          С помощью паяльной кислоты можно паять детали из алюминия, нержавеющей стали и никеля. Другие флюсы с этими металлами не справятся.

          Но паяльная кислота имеет высокую коррозионную активность. Ее остатки нужно тщательно смывать после пайки. Кроме того, она вредна для человека. Паяльная кислота вызывает ожоги, а ее парами можно отравиться. Пользоваться флюсом надо с осторожностью, в хорошо вентилируемом помещении.

          Аспирин

          Если нужно срочно произвести ремонт, а паяльного флюса под рукой нет, можно воспользоваться таблеткой аспирина.

          Аспирин — это ацетилсалициловая кислота. Как и другие кислоты, она довольно эффективно удаляет пленку окислов с металлов. Нужно поместить контакт или провод на таблетку и нагреть его паяльником.

          Вентиляция

          Пары и продукты сгорания многих флюсов, образующиеся при пайке, ядовиты.

          Даже относительно безвредный дым обычной канифоли может стать проблемой. Поэтому пайкой следует заниматься в помещении с хорошей вентиляцией.

          Если вы собираетесь работать с паяльником подолгу, да еще и с активными флюсами, лучше сразу установить полноценную вытяжную вентиляцию.

          Операции пайки

          Лужение

          Паяльник, припой и флюс подготовлены. Можно приступать к пайке? Не так быстро. Для начала детали нужно залудить.

          Перед пайкой соединяемые детали подвергаются лужению — покрытию тонким слоем припоя. Это обеспечивает надежное соединение при пайке. Для лужения на деталь наносится флюс, затем — небольшое количество расплавленного припоя.

          Капля припоя должна растечься по поверхности детали, образовав тонкую блестящую пленку.

          Пайка

          Залуженные детали вплотную подносятся друг к другу. Нужно нагреть их в точке соединения до расплавления припоя, покрывающего залуженные участки. Если припоя недостаточно, можно добавить его непосредственно в точку соединения.

          Следите за тем, чтобы припой расплавился на обеих соединяемых деталях. Заметить это можно по появлению характерного жидкого блеска поверхности.

          Если какую-то деталь недогреть, соединение выйдет непрочным и ненадежным.

          Дополнительные аксессуары

          Третья рука

          Прижимать друг к другу две детали и одновременно держать паяльник неудобно. Буквально не хватает третьей руки!

          Тут поможет специальное удерживающее устройство, которое иногда так и называют — «третья рука». Это подставка, на которой закреплены несколько зажимов.

          В них крепятся детали и проволочка припоя. Двигая зажимы, можно добиться плотного контакта деталей в нужном положении.

          Остается только коснуться паяльником.

          Лампа-лупа

          Когда нужно соединить тонкие детали, не помешает увеличительное стекло.

          Дополнительная подсветка тоже не будет лишней. Можно, конечно, воспользоваться настольной лампой и ручной лупой. Но лучше использовать специальное приспособление — лампу-лупу.

          Она и увеличит место пайки, и подсветит его. Лампы-лупы бывают разные. Чтобы подобрать подходящую, воспользуйтесь этим гайдом.

          Существуют приспособления типа «третья рука» со встроенной лампой-лупой.

          Но использовать два приспособления по отдельности зачастую проще — так фокус лупы не будет сбиваться при каждом изменении положения деталей.

          Как разъединить спайку

          Иногда бывает нужно не соединить, а наоборот, разъединить спаянные детали. Если нужно отпаять один контакт, то ничего сложного. Достаточно нагреть паяльником припой в месте соединения и разделить детали.

          Но что, если речь идет об элементе с несколькими ножками, припаянном к материнской плате?

          Пока вы прогреваете паяльником одну ножку, остальные уже остынут. Здесь нужны дополнительные приспособления.

          Для одновременного прогрева всех ножек микросхемы пригодится паяльный фен. Они продаются как в виде отдельных устройств, так и в составе паяльных станций. Фен нагревает горячим воздухом весь участок платы, расплавляя припой на всех ножках микросхемы.

          Если паяльного фена под рукой нет, можно попробовать снять микросхему, удалив излишки припоя со всех ее ножек. Для этого подойдут оловоотсос или оплетка для пайки.

          Оловоотсос похож на шприц, но работает ровно наоборот. При нажатии на кнопку пружина резко вытягивает поршень из корпуса отсоса. Если в этот момент поднести носик отсоса к капле расплавленного припоя, ее затянет внутрь приспособления.

          Оплетка — это просто плетеная сетка из тонкого медного провода.

          Она вытягивает припой за счет капиллярного притяжения. Достаточно поднести ее к капле расплавленного припоя — и все излишки уйдут внутрь оплетки.

          Если и после снятия излишков припоя демонтировать деталь не удается, можно воспользоваться особо легкоплавким припоем.

          Например, сплавом Розе. Он подмешивается к припою, покрывающему ножки микросхемы. В результате температура плавления припоя падает, он дольше остается жидким и медленнее застывает.

          Можно успеть прогреть все ножки детали — и вытащить ее, пока припой не остыл.

          Что в итоге?

          Пайка — операция несложная. Особенно, если к ней хорошо подготовиться: взять паяльник нужной мощности, припой и флюс. В большинстве случаев подойдут ПОС-61 и обычная канифоль. Для бытовых целей этого хватит. Если же вы решите заняться ремонтом и изготовлением электроники, присмотритесь к дополнительным приспособлениям. «Третья рука», паяльная станция и лампа-лупа могут сильно облегчить работу.

          Припои и флюсы

          Одним из основных элементов электромонтажных и радиомонтажных работ является пайка. Качество монтажа во многом определяется правильным выбором необходимых припоев и флюсов, применяемых при пайке проводов, сопротивлений, конденсаторов и т. п. Для облегчения этого выбора ниже приводятся краткие сведения о твердых и легких припоях и флюсах, пользовании ими и их изготовлении. Пайка представляет собой соединение твердых металлов при помощи расплавленного припоя, имеющего температуру плавления меньшую, чем температура плавления основного металла. Припой должен хорошо растворять основной металл, легко растекаться по его поверхности, хорошо смачивать всю поверхность пайки, что обеспечивается лишь при полной чистоте смачиваемой поверхности основного металла. Для удаления окислов и загрязнений с поверхности спаиваемого металла, защиты его от окисления и лучшего смачивания припоем служат химические вещества, называемые флюсами. Температура плавления флюсов ниже, чем температура плавления припоя. Различают две группы флюсов: 1) химически активные, растворяющие пленки окиси, а часто и сам металл (соляная кислота, бура, хлористый аммоний, хлористый цинк) и 2) химически пассивные, защищающие лишь спаиваемые поверхности от окисления (канифоль, воск, стеарин и т. п.). . 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 легким — припои с температурой плавления до 400°С. Основные материалы, применяемые для пайки. Олово — мягкий, ковкий металл серебристо-белого цвета. Удельный вес при температуре 20°С — 7,31. Температура плавления 231,9°С. Хорошо растворяется в концентрированной соляной или серной кислоте. Сероводород на него почти не влияет. Ценным свойством олова является его устойчивость во многих органических кислотах. При комнатной температуре мало поддается окислению, но при воздействии температуры ниже 18°С способен переходить в серую модификацию (“оловянная чума”). В местах появления частиц серого олова происходит разрушение металла. Переход белого олова в серое резко ускоряется при понижении температуры до —50°С. Для пайки может применяться как в чистом виде, так и в виде сплавов с другими металлами. Свинец — синевато-серый металл, мягкий, легко поддается обработке, режется ножом. Удельный вес при температуре 20°С 11,34. Температура плавления 327qC. На воздухе окисляется только с поверхности. В щелочах, а также в азотной и органических кислотах растворяется легко. Стоек против воздействий серной кислоты и сернокислых соединений. Применяется для изготовления припоев. Кадмий — серебристо-белый металл, мягкий, пластичный, механически непрочный. Удельный вес 8,6. Температура плавления 321°С. Применяется как для антикоррозийных покрытий, так и в сплавах со свинцом, оловом, висмутом для легкоплавких припоев. Сурьма — хрупкий серебристо-белый металл. Удельный вес 6,68. Температура плавления 630,5°С. На воздухе не окисляется. Применяется в сплавах со свинцом, оловом, висмутом, кадмием для легкоплавких припоев. Висмут — хрупкий серебристо-серый металл. Удельный вес 9,82. Температура плавления 271°С. Растворяется в азотной и горячей серной кислотах. Применяется в сплавах с оловом, свинцом, кадмием для получения легкоплавких припоев. Цинк — синевато-серый металл. В холодном состоянии хрупок. Удельный вес 7,1. Температура плавления 419°С. В сухом воздухе окисляется, во влажном воздухе покрывается пленкой окиси, которая предохраняет его от разрушения. В соединении с медью дает ряд прочных сплавов.. Легко растворяется в слабых кислотах. Применяется для изготовления твердых припоев и кислотных флюсов. Медь — красноватый металл, тягучий и мягкий. Удельный вес 8,6 — 8,9. Температура плавления 1083 С. Растворяется в серной и азотной кислотах и в аммиаке. В сухом воздухе почти не поддается окислению, в сыром воздухе покрывается окисью зеленого цвета. Применяется для изготовления тугоплавких припоев и сплавов. Канифоль —продукт переработки смолы хвойных деревьев Более светлые сорта канифоли (более тщательно очищенные) считаются лучшими. Температура размягчения канифоли от 55 до 83°С. Применяется как флюс для пайки мягкими припоями. Мягкие припои. Пайка мягкими припоями получила широкое распространение, особенно при производстве монтажных работ. Наиболее часто применяемые мягкие припои содержат значительное количество олова. В табл. 1 приведены составы некоторых свинцово-оловянных припоев. Таблица 1

          Марка Химический состав в % Температура о C
          олово свинец сурьма примесей не более
          медь висмут мышьяк начало конец
          ПОС-90 90 9,62 0,15 0,08 0.1 0,05 183 222
          ПОС-40 40 57,75 2,0 0,1 0,1 0,05 183 230
          ПОС-30 30 67,7 2,0 0,15 0,1 0,05 183 250
          ПОС-18 18 79,2 2,5 0,15 0,1 0,05 183 270

          При выборе типа припоя необходимо учитывать его особенности и применять в зависимости от назначения спаиваемых деталей. При пайке деталей, не допускающих перегрева, используются припои, имеющие низкую температуру плавления. Наибольшее применение находит припой марки ПОС-40. Он применяется при пайке соединительных проводов, сопротивлений, конденсаторов. Припой ПОС-30 используют для пайки экранирующих покрытий, латунных пластинок и других деталей. Наряду с примеиением стандартных марок находит применение и припой ПОС-60 (60% олова и 40% свинца). Мягкие припои изготовляются в виде прутков, болванок, проволоки (диаметром до 3 мм) и трубок, наполненных флюсом. Технология указанных припоев без специальных примесей несложна и вполне осуществима в условиях мастерской: свинец расплавляют в графитовом или металлическом тигле и в него небольшими частями добавляют олово, содержание которого определяют в зависимости от марки припоя. Жидкий сплав перемешивают, снимают нагар с поверхности и расплавленный припой выливают в деревянные или стальные формочки. Добавление висмута, кадмия и других присадок не обязательно. Для пайки различных деталей, не допускающих значительного перегрева, применяются особо легкоплавкие припои, которые получают добавлением в свинцово-оловянные припои висмута и кадмия или одного из этих металлов. В табл. 2 приведены составы некоторых легкоплавких припоев. Таблица 2

          Химический состав в % Температура плавления в °С
          олово свинец висмут кадмий
          45 45 10 _ 1fi0
          43 43 14 __ 155
          40 40 21) __ 145
          33 33 34 __ 124
          15 32 53 __ 96
          13 27 50 10 70
          12,5 25 50 12,5 66

          При использовании висмутовых и кадмиевых припоев следует учитывать, что они обладают большой хрупкостью и создают менее прочный спай, чем свинцово-оловянные. Твердые припои. Твердые припои создают высокую прочность шва. В электро-и радиомонтажных работах они используются значительно реже, чем мягкие припои. В табл. 3 приведены составы некоторых медно-цинковых припоев. Таблица 3

          Марка Химический состав в % Температура плавления в о С
          медь цинк примесей не более
          сурьма свинец олово железо
          ПМЦ-42 40—45 остальное 0,1 0,5 1,6 0,5 830
          Г1МЦ-47 45—49 0,1 0,5 1,5 0,5 850
          ПМЦ-53 49-53 0,1 0,5 1,5 0,5 870

          В зависимости от содержания цинка изменяется цвет припоя. Эти припои применяются для пайки бронзы, латуни, стали и других металлов, имеющих высокую температуру плавления. Припой ПМЦ-42 применяется при пайке латуни с содержанием 60—68% меди. Припой ПМЦ-52 применяется при пайке меди и бронзы. Медно-цинковые припои изготовляются путем сплавления меди и цинка в электропечах, в графитовом тигле. По мере расплавления меди в тигель добавляют цинк, после расплавления цинка добавляется около 0,05% фосфорной меди. Расплавленный припой разливается в формочки. Температура плавления припоя должна быть меньше температуры плавления припаиваемого металла. Кроме указанных медно-цинковых припоев, находят применение и серебряные припои. Составы последних приведены в табл. 4. Таблица 4

          Марка Химический состав в % Температура плавления в о С
          серебро медь цинк примеси не более
          свинец всего
          ПСР-10 9,7—10,3 52-54 Ос т а л ь н о е 0,5 1,0 830
          ПСР-12 11,7-12,3 35-37 0,5 1,0 785
          ПСР-25 24,7-25,3 39-41 0,5 1,0 765
          ПСР-45 44,5-45,5 20,5 —30,5 0,3 0,5 720
          ПСР-65 64,5-65,5 19,5 -—20,5 0,3 0,5 740
          ПСР-70 69,5-70,5 25,5— 26,5 0,3 0,5 780

          Серебряные припои обладают большой прочностью, спаянные ими швы хорошо изгибаются и легко обрабатываются. Припои ПСР-10 и ПСР-12 применяются для пайки латуни, содержащей не менее 58% меди, припои ПСР-25 и ПСР-45 — для пайки меди, бронзы и латуни, припой ПСР-70 с наиболее высоким содержанием серебра — для пайки волноводов, объемных контуров и т. п. Кроме стандартных серебряных припоев, используются и другие, составы которых приведены в табл. 5. Таблица 5

          Химический состав в % Температура плавления в о C
          серебро медь цинк кадмий фосфор
          20 45 30 5 780
          72 18 __ __ __ 780
          15 80 __ __ 5 640
          50 15,5 16,5 18 630

          Первый из них применяется для пайки меди, стали, никеля, второй, обладающий высокой проводимостью,— для пайки проводов; третий может применяться для пайки меди, но не пригоден для черных металлов; четвертый припой обладает особой легкоплавкостью, является универсальным для пайки меди, ее сплавов, никеля, стали. В ряде случаев в качестве припоя используется технически чистая медь с температурой плавления 1083°С. Припои для пайки алюминия. Пайка алюминия вызывает большие затруднения вследствие его способности легко окисляться на воздухе. В последнее время находит применение пайка алюминия с помощью ультразвуковых паяльников. В табл. 6 приведены составы некоторых припоев для пайки алюминия. Таблица 6

          Химический состав в % Примечание
          олово цинк кадмий алюминий кремний медь
          55 25 20 Мягкие припои
          40 25 20 15
          63 36 1
          45 50 5
          78—69 20-25 2-6
          69,8—64,5 5,2-6,5 25-29 Твердые припои с температурой плавления 525 о С

          При пайке алюминия в качестве флюсов применяют органические вещества: канифоль, стеарин и т. п. Последний припой (твердый) применяется со сложным флюсом, в состав которого входит: хлористый литий (25—30%), фтористый калий (8—12%), хлористый цинк (8—15%), хлористый калий (59—43%). Температура плавления флюса около 450°С. Флюсы. От качества флюса во многом зависит хорошее смачивание припоем мест спайки и образование прочных швов. При температуре паяния флюс должен плавиться и растекаться равномерным слоем, в момент же пайки он должен всплывать на внешнюю поверхность припоя. Температура плавления флюса должна быть несколько “иже температуры плавления применяемого припоя. Химически активные флюсы (кислотные)— это флюсы, имеющие в большинстве случаев в своем составе свободную соляную кислоту. Существенным недостатком кислотных флюсов является интенсивное образование коррозии паяных швов. К химически активным флюсам прежде всего относится соляная кислота, которая употребляется для пайки стальных деталей мягкими припоями. Кислота, оставшаяся после пайки на поверхности металла, растворяет его и вызывает, появление коррозии. После пайки изделия необходимо промыть горячей проточной водой. Применение соляной кислоты при пайке радиоаппаратуры запрещается, так как во время эксплуатации возможно нарушение электрических контактов в местах пайки. Следует учитывать, что соляная кислота при попадании на тело вызывает ожоги. Хлористый цинк (травленая кислота) в зависимости от условий пайки применяется в виде порошка или раствора. Используется для пайки латуни, меди и стали. Для приготовления флюса необходимо в свинцовой или стеклянной посуде растворить одну весовую часть цинка в пяти весовых частях 50-процентной соляной кислоты. Признаком образования хлористого цинка служит прекращение выделения пузырьков водорода. Из-за того, что в растворе всегда имеется небольшое количество свободной кислоты, в местах пайки возникает коррозия, поэтому после пайки место спая должно тщательно промываться в проточной горячей воде. Пайку с хлористым цинком в помещении, где находится радиоаппаратура, производить нельзя. Применять хлористый цинк для пайки электро и радиоаппаратуры также нельзя. Хранить хлористый цинк необходимо в стеклянной посуде с плотно закрытой стеклянной пробкой. Бура (водная натриевая соль пироборной кислоты) применяется как флюс при пайке латунными и серебряными припоями. Легко растворяется в воде. При нагревании превращается в стекловидную массу. Температура плавления 741°С. Соли, образующиеся при пайке бурой, необходимо удалять механической зачисткой. Порошок буры следует хранить в герметически закрытых стеклянных банках. Нашатырь (хлористый аммоний) применяется в виде порошка для очистки рабочей поверхности паяльника перед лужением. Химически пассивные флюсы (бескислотные). К бескислотным флюсам относятся различные органические вещества: канифоль, жиры, масла и глицерин. Наиболее широко в электро- и радиомонтажных работах применяется канифоль (в сухом виде или раствор ее в спирте). Самое ценное свойство канифоли, как флюса, заключается в том, что ее остатки после пайки не вызывают коррозии металлов. Канифоль не обладает ни восстанавливающими, ни растворяющими свойствами. Она служит исключительно для предохранения места пайки от окисления. Для приготовления спирто-во-канифольного флюса берется одна весовая часть толченой канифоли, которая растворяется в шести весовых частях спирта. После полного растворения канифоли флюс считается готовым. При применении канифоли места пайки должны быть тщательно очищены от окислов. Часто для пайки с канифолью детали следует предварительно облуживать. Стеарин не вызывает коррозии. Используется для пайки с особо мягкими припоями свинцовых оболочек кабелей, муфт и др. Температура плавления около 50°С. В последнее время широкое применение получила группа флюсов ЛТИ, 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. Флюсы ЛТИ могут применяться также для пайки железа и его сплавов (включая нержавеющую сталь), меди и ее сплавов и металлов с высоким удельным сопротивлением (см. табл. 7). Таблица 7

          Наименование В весовых пропорциях
          ЛТИ-1 ЛТИ-115 ЛТИ-120
          Спирт-сырец или ректификат 67-73 63-74 63-74
          Канифоль 20-25 20-25 20-25
          Солянокислый анилин 3-7
          Метафенилендиамин 3-5
          Диэтиламин солянокислый 3-5
          Триэтаноламин 1-2 1-2 1-2

          При пайке с флюсом ЛТИ достаточно произвести очистку мест пайки только от масел, ржавчины и других загрязнений. При пайке оцинкованных деталей удалять цинк с места пайки не следует. Перед пайкой деталей с окалиной последняя должна быть удалена травлением в кислотах. Предварительное травление латуни не требуется. Флюс наносится на место спая с помощью кисточки, что можно сделать заблаговременно. Хранить флюс следует в стеклянной или керамической посуде. При пайке деталей сложного профиля можно применять паяльную пасту с добавлением флюса ЛТИ-120. Она состоит из 70—80 г вазелина, 20—25 г канифоли и 50—70 млг флюса ЛТИ-120. Но флюсы ЛТИ-1 и ЛТИ-115 имеют один большой недостаток: после пайки остаются темные пятна, а также при работе с ними необходима интенсивная вентиляция. Флюс ЛТИ-120 не оставляет темных пятен после пайки и не требует интенсивной вентиляции, поэтому применение его значительно шире. Обычно остатки флюса после пайки можно не удалять. Но если изделие будет эксплуатироваться в тяжелых коррозийных условиях, то после пайки остатки флюса удаляются при помощи концов, смоченных спиртом или ацетоном. Изготовление флюса технологически несложно: в чистую деревянную или стеклянную посуду заливается спирт, насыпается измельченная канифоль до получения однородного раствора, затем вводится триэтаноламин, а затем активные добавки. После загрузки всех компонентов смесь перемешивается в течение 20—25 минут. Изготовленный флюс необходимо проверить на нейтральную реакцию с лакмусом или метилоранжем. Срок хранения флюса не более 6 месяцев.

          Черников А. Опубликована: 2005 г. 0 0

          Вознаградить Я собрал 0 1

          Оценить статью

          • Техническая грамотность

          Что такое паяльный флюс

          Для качественной и надежной подсветки недостаточно только премиум оборудование. Важную роль в работе осветительного оборудования играет монтаж, который произведен по всем техническим нормам. Одной из слабых зон монтажа является соединение и подключение элементов оборудования.

          Многие установщики используют быстрозажимные клеммы или специальные соединительные коннекторы, но это не совсем верно. В данном варианте подключения возможны выгорания элементов при длительном нагреве или же коррозия самих контактов.

          Для качественного и долговечного монтажа led оборудования применяется пайка соединений. Ведь только с помощью пайки можно обеспечить бесперебойную работу при возможных перегрузках оборудования. Для того чтобы выполнить пайку соединений понадобится паяльный флюс. Важно понимать, что для различных типов металлов, он подбирается индивидуально.

          Что же такое паяльный флюс?

          Флюс представляет собой специальный реагент, позволяющий обеспечить хорошее растекание припоя, при этом является активатором надежной адгезии при соединении металлов к припою. Если говорить по-простому, то флюс паяльный способствует прилипанию припоя к металлу.

          По своей консистенции, флюсы бывают:

          • твёрдые флюсы (канифоль);
          • жидкие (флюсы Ф-1, Ф-3, Ф-5, Ф-6, ЛТИ-120);
          • пастообразные (ZJ-18, RMA-223, Ф-99, Ф-2000);
          • гелеобразные (флюс гель ТТ).

          Кроме вышеперечисленных видов флюсов, существует смесь паяльного припоя с флюсом. На сайте Foton.ua можно такой флюс купить, он называется Solder paste FLY801-T3.

          Перед применением паяльного флюса необходимо знать некоторые особенности. А именно, с каким материалом будете работать, его температура плавления, необходимость удаления остатков флюса. Также, для большинства флюсов применяются припой, в составе которого имеется свинец.

          В процессе пайки необходимо соблюдать правила работы с паяльными флюсами:

          • нанесение флюса на каждую основу, которая будет сцепляться с припоем;
          • важно не переусердствовать с количеством флюса, так как он при нагреве вступает в активную фазу, и малого количества достаточно для удаления пленок и очистки материала;
          • удаление остатков флюса, при необходимости.

          Для пайки металлов применяются разные типы флюсов по составу, время нагрева, температуры активности. Они могут быть органическими и неорганическими. Выбор нужного варианта зависит от применения материалов пайки. Органические флюсы, а точнее большинство из них не имеют коррозийных свойств. Что касается некоторых разновидностей кислотных флюсом, то они склонны вызывать коррозию. Поэтому, применение флюсов в такими свойствами не приветствуется для пайки печатных плат или микросхем. Органические паяльные флюсы изготавливаются на основе растворителей и низкомолекулярных кислот. Они растворяются при нагреве и создают азеотропную смесь.

          В основу органических флюсов входят следующие компоненты:

          • активаторы (данные вещества активируют воздействие на оксиды металлов);
          • протекторы (создают защитный слой и предохраняют от оксидного налета);
          • растворители (формируют необходимую консистенцию);
          • дополнительные добавки (красители, сгустители, стабилизаторы).

          Что касается неорганических флюсов, их можно поделить на два вида: канифольные и синтетические.

          Канифольные флюсы предназначены для низкотемпературной пайки. Основой их состава являются растворы канифоли. С помощью растворителей флюс приобретает жидкую структуру, которая легко наносится в процессе пайки. Современные неорганические флюсы обладают высокой активностью и при этом являются некоррозийнными.

          Синтетические флюсы изготовлены на основе синтетических смол. Они производятся с дозированным молекулярным растворителем. При использовании остатки флюса можно не удалять, так как они служат защитным слоем. Если все-таки возникает необходимость убрать остатки, то нужно знать, что они трудно поддаются отмывке.

          По поводу отмывки флюсов. В описании флюса производитель указывает о необходимости отмывки флюса после выполнения пайки. Высокоактивный флюс, а также флюс с неорганическими активаторами требует обязательной отмывки. В противном случае, оставшиеся частички флюса могут электролизироваться и привести к короткому замыканию контактов. Кроме этого, остатки паяльного флюса в дальнейшем приводят к коррозии контактов.

          Флюсы со средней активностью можно не удалять, так как они имеют низкую химическую активность. Правда, некоторые производители предостерегаются и рекомендуют смывать флюс.

          Низкоактивные флюсы – отмывки не требуют.

          Для пайки контактов светодиодных лент, сверхярких светодиодов и прочей светодиодной продукции лучше всего использовать низкоактивный флюс. В интернет магазине Foton.ua имеется широкий ассортимент припоев и флюсов. Кроме этого есть в ассортименте паяльная паста купить которую можно по низкой цене.

          Паяльные флюсы и пасты предохраняют расплавленный материал от реакции с кислородом, вследствие этого хорошая адгезия припоя, а также идеальный качественный шов. Аккуратная и качественная пайка зависит от правильно подобранного флюса.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *