Флюс для пайки цветных металлов

Флюс для пайки цветных металлов

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 характеристики, 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 обрабатываемого 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.

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.
Читайте также:  Окна в французском стиле фото

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.

Пайкой называется процесс соединения металлов посредством введенного между ними расплавленного связующего материала — припоя. Последний заполняет зазор между соединяемыми деталями и, застывая, прочно соединяется с ними, образуя неразъемное соединение.

При пайке припой нагревают до температуры, превышающей температуру его плавления, но не достигающей точки плавления металла соединяемых деталей. Становясь жидким, припой смачивает поверхности и заполняет все зазоры за счет действия капиллярных сил. Происходит растворение основного материала в припое и их взаимная диффузия. Застывая, припой прочно сцепляется с паяемыми деталями.

При пайке должно выполняться следующее температурное условие: Т1

Для надежной и качественной работы устройства после пайки один из критериев – это качество сборки и монтажных работ. В свою очередь этот этап зависит от используемых в работе флюсов, которые различаются по своему составу и спектру применению.

Что необходимо знать о флюсе


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

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

Основные функции и свойства

Перед пайкой на контактах присутствуют окислы. Так как контакты состоят из металла они окисляются в окружающей воздушной среде. Этот химический процесс протекает постоянно, если поверхность металла не защищена каким-либо слоем лака или иного изолятора от воздуха.

Чтобы надежно и качественно припаять контакты друг к другу их необходимо предварительно залудить припоем. С этого этапа начинается одна из главных и ключевых функций флюса.

Основные функции флюса:

  • быстрое удаление окислов с контактов при пайке
  • создание поверхностного натяжения при нанесении припоя на поверхности пайки
  • дополнительная защита места припаянного контакта от окружающей среды (воздуха или попадания влаги, антикоррозийность)

Почему так важен правильный выбор паяльного флюса? При выборе флюсов важную роль играют его параметры и заявленные свойства.

Параметры и свойства:

  • остаточные эффекты (нужно отмывать остатки флюса или нет)
  • сопротивление (Ом)
  • рабочая температура
  • форма вещества (пастообразная, жидкая или твердая)
  • выбросы при работе
  • стоимость

Как мы можем заметить, этих факторов очень много. Например, форма флюса играет важную роль при выполняемой работе. Жидкая канифоль намного практичнее твердой, если вам необходимо сделать пайку несколько десятков проводов. А вот пастообразный флюс при тонкой работе выигрывает у всех. Он не сильно растекается, его удобно дозировать. Однако использовать подобный флюс для пайки проводов не стоит, это экономически не выгодно.

Требования к флюсам

Так как флюсы имеют разные химические составы и предназначение, то и требования к ним могут быть разные. Например, для безотмывочных флюсов категорически не приемлема кислота. В некоторых отраслях электроники, таких как системы безопасности, медицинская и военная техника главные параметры — это их устойчивость во время эксплуатации к различным внешним факторам. И качество пайки это один из факторов надежности устройства. Особенно, если это касается SMD компонентов и BGA микросхем.

Удаление остатков

Для чистки платы после пайки отлично подходят такие средства, как бензин «Калоша», изопропиловый спирт и Flux Off.

Используйте небольшую баночку с маленьким отверстием (или дозатором) для хранения бензина, чтобы не приходилось постоянно открывать и закрывать бутылки. Например, можно использовать бутылочку от перекиси водорода.

Достаточно будет наклонить емкость и небольшой дозировкой очищающего средства пройтись по электронной плате.

Классификация по типу

Так как сфера применения паяльного флюса достаточно велика, то и по своему составу они отличаются. От своего химического состава зависит и цена и выбросы при пайке.

Активные

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

Кислота вступает в реакцию с местом пайки и при комнатной температуре. Поэтому, через небольшой промежуток времени в месте пайки образуются микротрещины, которые после еще и окислятся, повысится сопротивление контакта и в итоге наступит разрушение. К тому же, кислота — это очень хороший проводник (т.к. имеет в своем составе воду). Если вы не удалите ее между рядом между двумя дорожками — это гарантированное короткое замыкание.

Читайте также:  Сшить вязаное изделие невидимым швом

Ортофосфорная кислота

Применяется для очистки от ржавчины, а также во время пайки сильно окисленных соединений и металлов. Крайнее средство, если все остальные флюсы не помогают. Смывать обязательно.

Ацетилсалициловая кислота

У радиолюбителей старой школы аспирин служил в качестве хорошего флюса, которым можно залудить некоторые сильно окисленные участки пайки. Не рекомендуется паять такими веществами. Выбросы очень токсичные. К тому же, тщательная чистка места паяльных работ обязательно.

Бескислотные

К бескислотным флюсам относят нейтральные флюсы. Такие вещества не вступают в реакцию с местом пайки сразу при нанесении. Они не разъедают спаянные соединения. По цене это самые доступные вещества.

Канифоль


Классика всех времен. Из достоинств это доступность, малое количество выбросов вредных веществ и дешевизна. Недостатки – плохое лужение сильно окисленных контактов и недостаточное поверхностное натяжение припоя.

Паяльный жир

Отличается от канифоли состоянием вещества. Жир более мягкий, легче смывается. Преимущества и недостатки в целом те же, что и у канифоли.

Так же разделяется на активный (в составе есть кислота) и нейтральный.

Активированные

К такому типу относят вещества, которые очищают место соединения пайки. Не требуют смыва, но желательно.

ЛТИ-120


Пример хорошего активированного флюса.

Идеально подходит для лужения плат, деталей, и даже некоторых алюминиевых деталей.

Антикоррозийные

Снижают возможную коррозию металлов после пайки.

Защитные флюсы

Этот тип флюсов позволяет защитить плату от окружающей среды и не допускает окисления контактов при эксплуатации электронного устройства.

По состоянию

Флюсы так же бывают разными по форме и состоянию. Есть твердые, жидкие и пастообразные. В целом они почти полностью различаются по своим параметрам и свойствам.

Жидкие

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

Твердые

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

Пастообразные

Пастообразные флюсы это лучшие из представленных типов. Например, их очень удобно наносить. Они не высыхают на воздухе, имеют отличные свойства при пайке (зависит, конечно, от цены) и возможны все виды пайки. К недостаткам можно разве что отнести то, что в продаже есть много подделок знаменитых производителей (однако, некоторые подделки по уровню приближаются к эталону), вредные испарения и конечно же цена.

Слишком дешевые флюсы ужасно паяются. Еще одно неоспоримое преимущество пастообразности — это то, что можно использовать шприцы с тонкими иглами (острый наконечник иглы нужно срезать), тем самым очень точно дозируя порцию флюса и не размазывая его по всей плате. К тому же, отмываются просто и некоторые из них допустимо не смывать вообще (которые используются в BGA пайке, где в принципе чистка очень затруднительна).

Удобное нанесение пастообразного флюса – это еще один плюс в копилку преимуществ пастообразных веществ.

Очень удобно наносить и хранить флюс в шприце с тонкой иглой. Достаточно простого аптечного шприца, острую часть иглы спиливаем и можно свободно сделать длину дозатора как вам удобно. Так же есть и так называемые флюсовые пистолеты, но намного большего размера и не очень удобны при микропайке своими габаритами.

Флюс и пайка припоем ПОС

Разнообразное количество флюсов обусловлено различными требованиям и температурами пайки. К некоторым металлам нужен свой подход к пайке и лужению.

Чёрные металлы

Такие металлы обычно паяются при помощи хлорида цинка или же хлорида аммония.

Пайка электротехники

Как было сказано на странице выше, основные требования к флюсам при пайке электроники и электротехники — низкий ток утечки и отсутствие коррозионной активности. Канифоль, паяльный жир, ЛТИ-120, ФЭКТ, RMA223 и т.п.

Алюминиевые сплавы

Алюминий может легко паяться и канифолью и ЛТИ-120, но это в случаях небольших контактов. Если поверхность пайки слишком велика — лучше использовать флюсы на основе кислоты. Например, это может быть ортофосфорная кислота.

Нержавеющая сталь

Для пайки нержавеющей стали точно так же может подойти ортофосфорная кислота.

Флюсы для высокотемпературной пайки


Для более высокотемпературной пайки (порядка 800—1150ºC) подходит борная кислота, бура и им подобные примеси. Используемый припой это обычно медно — цинковый и серебряный.

Как правильно выбрать флюс

Например, для начинающих электронщиков отлично подойдет самая обычная канифоль. Она дешевая, не такая токсичная, да и поможет приобрести начальные азы ремесла. Так же подойдет для пайки проводов, особенно если вам нужно припаять не один десяток. Жидкая канифоль удобная в нанесении на многожильные провода. Она полностью обволакивает спаиваемые контакты.

Читайте также:  Каркасы стульев для обивки

Так же если вам надо паять много проводов и DIP контактов, то жидкая канифоль или ФКЭТ это очень хороший выбор. Во время пайки вы контролируете процесс и если что-то не пропаяется то можете снова нанести флюс и пройтись паяльником. Не высокая цена, характер работы и массовость не оставляют конкурентов другим флюсам. Если же пайка идет с трудом, то оцените место пайки и сечение проводов. Вполне возможно, что мощности вашего паяльника не хватает для прогрева. (мощность — это не только температура, а еще и площадь жала).

Если вы решили заниматься ремонтом и SMD пайкой, то лучше всего использовать пастообразные флюсы. Для таких работ хорошо подойдет rma223 и ему подобные в ценовой категории. Таким флюсом можно паять и радиодетали, и разъемы (sim, micro usb) и шлейфа.

Для BGA пайки требования к флюсам намного выше остальных.

Специфика пайки очень сложная. Она занимает больше времени, навыков и средств. Вы не сможете проконтролировать результат пайки визуально. Единственный способ – это тестирование работы. А раз вы не можете проконтролировать визуально результат работы, то и прогнозировать гарантийный срок проще на кофейной гуще. Конечно можно «увидеть» результат пайки при помощи рентгеновских снимков, но это уже промышленное оборудование.

К тому же, очень трудно удалить остатки флюса с места пайки. Можно попытаться при помощи ультразвуковой ванны, однако если вы полностью не просушите плату горячим воздухом, то неизвестно как себя поведем чистящее средство (бензин или изопропил) в смеси с остатками пайки в мало воздушном пространстве. Поэтому к флюсам для этих работ предъявляется одно из главных требований – без необходимости очистки места пайки и в отсутствии сопротивления.

И будет сложно понять, что именно послужило повторной поломке – сам чип, другая неисправность, механическое повреждение или же качество припоя.

Безопасность

При работе с паяльными флюсами нельзя наносить их руками без перчаток. Данные вещества имеют в своем составе ядовитые химические компоненты, особенно кислотные материалы. Так же при пайке необходимо соблюдать дистанцию, не дышать парами от флюса. Категорически не допускать попадания флюса на слизистые или внутрь организма. Это касается и выбросов. После работы необходимо умыться, ибо от паров флюса могут остаться микроэлементы на поверхности кожи. Нельзя делать приемы пищи при пайке. Желательно иметь вытяжку с угольным фильтром и проветриваемое помещение.

Оригиналы и подделки

Производители паяльных флюсов предлагают много различных вариантов своей продукции. Конечная цена формируется используемыми веществами, гарантиями от производителя, исследованиями и испытаниями, а также безопасность при пайке.

Существуют производители, которые производят паяльные флюсы много лет и продают по всему миру (например, Amtech). А есть и подделки таких флюсов. Обычно подделки продаются в радиомагазинах и интернет площадках. Такие флюсы намного дешевле оригиналов. Если оригинал стоит условные 7000 рублей за 100 мл, то подделка может стоить и 1000 за 100 мл, и даже 500. Подделки могут производиться подпольно, что в свою очередь сказывается на качестве и безопасности готовой продукции.

Опасно ли паять подделками? Начнем с того, сколько вы именно уделяете время для пайки и какие гарантии по работе нужны. Например, если вы начинающий и занимаетесь пайкой для себя пару часов в неделю, то подойдет любой пастообразный флюс для начала. Однако не стоит брать совсем дешевые флюсы. Например, с AliExpress 5 тюбиков по цене 100-200 рублей это не лучший выбор. Ничего кроме как непонятной смеси и ужасного качества пайки за такую цену вы не получите.

Если вы думаете, что паять дорогими флюсами абсолютно безопасно – то это далеко не совсем так.


В составе некоторых флюсов присутствуют различные активаторы, которые при попадании на слизистые, внутрь организма или при чрезмерной пайке в непроветриваемом помещении могут нанести непоправимый вред здоровью. Поэтому при пайке не забывайте проветривать помещение и делать перерывы. Отличие от подделок – это то, что производитель пишет истинный состав своей продукции. Вы можете быть уверенные хотя бы в том, что именно входит в состав флюса. Проверить состав подделки самостоятельно очень трудно, поскольку доступная информация не может быть достоверной.
Статья про обзор подделок паяльных флюсов на Хабре

Хранение

Хранить флюсы лучше всего в темном помещении без попадания солнечных лучей. Например, можно использовать небольшую коробку. Так же каждая емкость должна быть изолирована друг от друга. Температурные условия хранения в среднем комнатные – около 20-25 градусов. Нельзя допускать хранения и в слишком холодном месте. Каждый производитель пишет конкретные условия хранения на этикетках, поэтому они могут отличаться на пару градусов из-за специфики состава.

Как приготовить флюс самостоятельно?

В интернете есть много рецептов приготовления домашнего варианта флюса, но все они в любом случае уступают своим заводским аналогам по все параметрам, в том числе и цене.

Чтобы определиться, какой флюс выбрать, нужно тщательно взвесить «за» и «против» по таким критериям, как:

  • Опыт в паяльных работах
  • Характер пайки
  • Требуемый результат
  • Бюджет

Начинающим электронщикам вполне подойдет канифоль, чтобы спаять простенький радиоконструктор или провода. Это научит начальным познаниям. Однако, чтобы научиться лучше паять и получать больше опыта, необходимо пробовать и другие материалы.

Для ремонта это однозначно безотмывочные флюсы. Например, в сфере мобильной и портативной техники необходимы такие флюсы, которые можно не отмывать. Это и BGA пайка, где физически трудно удалить остатки следов пайки под микросхемами.

Ссылка на основную публикацию
Филировка машинкой для стрижки волос
Метод филировки применяется на завершающей стадии стрижки и заключается в состригании кончиков волос на разном уровне. Благодаря прореженным кончикам короткие...
Усилитель постоянного напряжения на операционном усилителе
Практическое применение операционных усилителей.Часть первая. Автор: Опубликовано 01.01.1970 Всем привет. В этой статье мы обсудим некоторые аспекты практического применения операционных...
Усилитель с алиэкспресс для s90
Приветствую уважаемых членов данного сообщества!Чтобы не закидали помидорами, сразу предупрежу, что в данной теме я лузер, в технических аспектах не...
Фикус осыпается и желтеет
Ну кто сказал, что уход за фикусами не составляет труда? Даже обычные формы при неправильных условиях содержания сразу реагируют пожелтением...
Adblock detector