Сегодня пайка распространена практически во всех промышленных областях. Используют её для получения между твёрдыми металлами неразъёмного соединения. Но не всё так просто, как кажется. Для того чтобы работа была качественной, необходимо иметь расходные материалы, оборудование и нужный набор инструментов. Паяльный флюс относится именно к таким материалам.
Определение и особенности
Паяльным флюсом называют сплав металлов, который имеет легкоплавкую структуру. Его используют для того, чтобы спаивать два различных вида материалов. Если вы точно знаете, каковы особенности соединения при термической обработке у двух разных материалов, то такой флюс можно сделать самостоятельно.
Соединить два разных материала с помощью флюса получится тогда, когда на уровне шва будет выдержана необходимая температура. Температура может колебаться, в зависимости от типа материалов, в пределах 50−500 градусов. Обязательно температурный режим плавки припоя должен быть намного выше температурного режима обрабатываемого материала.
Паяльный флюс подразделяется на несколько типов. Его выбирают, опираясь на такие факторы:
Устойчивость материала к коррозии.- Прочности материалов.
- Температура параметров поверхности работы.
- Температура флюса.
- Температура пайки.
- Вид металла.
Флюс для пайки подразделяют на две группы:
- Мягкие. Температура плавки небольшая.
- Твёрдые. Температурный порог высокий.
Припой тугоплавкий имеет температуру плавления более 500 градусов. При помощи его создаётся прочное соединение. Недостатком является тот фактор, что в некоторых случаях повышенный температурный режим может вызвать перегрев ключевого элемента конструкции и вывести её из строя.
Легкоплавкие припои имеют температуру плавки в пределах 50−400 градусов. В эти припои входят такие компоненты, как:
- Олово.
- Свинец.
- Прочие примеси.
Подобный тип флюсов применяется для спаивания радиотехнических предметов при их установке. Имеются и припои сверхлегкоплавкие, применяемые для соединения и пайки транзисторов. Максимальная температура плавки может быть 150 градусов.
Для спаивания тонких поверхностей необходимо применять мягкие флюсы, а для проводов большого диаметра — твёрдые, имеющие высокий температурный порог. Флюс должен обладать следующими характерными чертами:
- Различия температуры при плавке основного материала и припоя.
- Устойчивость к коррозии.
- Способность к растяжке.
- Прочность конструкции.
- Способность нормально проводить ток и тепло.
В качестве припоя могут быть применены такие материалы:
- Трубочки с колофонием.
- Проволочные катушки.
- Ленты.
- Прутья.
- Прочие флюсы.
Самой распространённой формой является прут из олова с диаметром сечения 1−5 метров.
Существуют и многоканальные типы флюсов, имеющие несколько источников поступления припоя для того, чтобы создать более прочное соединение. Продаваться они могут в колбах или мотках, содержаться в бобинах или иметь спиралевидную форму. Для использования одноразового рекомендовано брать небольшой кусок проволоки, размер которой не будет превышать спичку.
Для того чтобы спаять электросхемы, следует применять флюсы трубочные, которые содержат колофоний. Это смола, играющая роль припоя. Этим присадочным материалом можно без проблем соединить такие металлы, как латунь, серебро и медь.
Особенности легкоплавких флюсов
Мягкие паяльные флюсы могут плавиться до температуры 400 градусов. Благодаря им шов становится эластичным, мягким и прочным. Флюсы легкоплавкие можно разделить на следующие категории:
- Сверхлегкоплавкие.
- Специальные.
- Свинцово-оловянные.
- С минимальным количеством олова.
Самым оптимальным вариантом припоя можно считать олово, но из-за дороговизны материала он практически не применяется в чистом виде. В основном используют соединения свинца и олова. Из них получаются прочные соединения.
В маркировке пишется, какой процент олова содержится в припое. В незначительном количестве в состав этого припоя входит сурьма. Поэтому такой вид припоя можно применять для соединений, которые не будут подвергаться вибрации или нагрузкам.
Флюс с низким содержанием олова и без свинца применяется для спаивания контактов при температуре до 300 градусов на небольших электрических схемах.
При температурном режиме 60−145 градусов флюсы сверхлегкоплавкие могут переходить в жидкое состояние и использоваться для ручного спаивания деликатных изделий. Но при этом соединение не очень прочное.
Специальные припои необходимы в том случае, если нужно получить совместимость характеристик припоя и основного материала. Для этого применяются составы, не поддающиеся пайки. К таковым относят:
- Чугун.
- Низкоуглеродистая сталь.
- Никель.
- Алюминий.
Для того чтобы спаять деталь из алюминия, необходимо сделать припой почти полностью состоящий из олова. А для того чтобы диффузия была лучшей, в него добавляют незначительное количество кадмия, буры и цинка.
Тугоплавкие флюсы
Твёрдые припои применяются для соединения тех швов, которые подвержены различным перепадам температурного режима, вибрациям, ударам и нагрузкам.
Плавиться они начинают при температуре более 400 градусов. Они имеют следующие разновидности:
- Чистая медь.
- Серебро.
- Фосфорно-медные сплавы.
- Медно-цинковые сплавы.
Нужно заметить тот факт, что не очень часто применяются сплавы меди с цинком. Связано это с тем, что стоимость их высокая, а качество шва не очень надёжное. Такой вид припоя можно заменить бронзово-цинковым сплавом или латунью.
Медно-фосфорный сплав можно применять для пайки элементов из латуни, бронзы или меди, которые нагрузкам подвержены не сильно. А ещё этим составом заменяют дорогостоящий серебряный припой.
Нельзя использовать твёрдые флюсы при пайке низкоуглеродистых сталей и чугуна, так как при нагревании железа с фосфором или медью образуются хрупкие элементы, вследствие чего шов разрушается.
Оптимальным, но очень дорогим вариантом для пайки железа является серебро. Но благодаря ему материалы соединяются очень прочно. Используется серебряный припой для спаивания сложных плат и проводов на основе серебра.
Классификация альтернативных видов припоя
Существуют и прочие альтернативные виды припоя:
- На основе канифоли со спиртом. Этот флюс относится к активным, но при повышенных температурах удаляется не только оксид, но ещё и металл. После пайки таким припоем необходимо хорошо почистить плату.
- Активированный самодельный флюс. Используется для спаивания соединений, которые часто подвергаются ударам и прочим нагрузкам. Для его приготовления необходимо смешать салициловую кислоту, диатиламин, ангидрид, анилин канифоль.
- Смешанный с канифолью бур. Применяется такая смесь для спаивания водопроводных медных труб. Эта смесь высокоактивна и в зачистке материалов не нуждается. Бура может плавиться при температуре 70 градусов. Вредных веществ при этом не выделяется.
Соединение канифоли с воздухом. Такой флюс является нейтральным и применяется для высокоточностных электроприборов (схемы мобильных телефонов, выключатели, реле и прочие). Применять канифоль нужно на предварительно очищенных и залуженных металлах. А для качественной очистки алмазных контактов можно взять лазер.- Флюсы жидкого типа на основе этилового спирта, салициловой кислоты, золота или вазелина используются для спаивания радиаторов или электрических проводов. При этом швы получаются чистыми и аккуратными.
- С повышенными антикоррозионными характеристиками на основе растворителя, фосфора и кислот. Дополнительные средства очистки после спаивания применять не нужно.
Остатки флюса оставлять нельзя. Кроме того, что они портят вид изделия, они ещё и вредные. Они могут вызвать короткое замыкание в электрических схемах, если вовремя не очистить поверхность.
Флюсы ещё классифицируют по такому принципу:
- Защитные. К ним относятся инертные вещества по отношению к металлу. Предназначаются они для защиты зачищенных элементов от образования окиси. К ним относят сахарную пудру, минеральные и оливковые масла, воск и вазелин.
- Антикоррозионные. Их задачей является освобождение поверхности, которую необходимо паять, от коррозии и дальнейшей защиты от образования окислов. Обязательным компонентом является ортофосфорная кислота.
- Активные (кислотные). Готовятся эти составы на основе кислоты соляной. Применяется она в чистом виде. Ею спаиваются железные изделия. Хлористый цинк является ещё одним составляющим флюса из соляной кислоты. Такой флюс известен многим под названием «паяльная кислота». Сферой его применения является паяние серебра, железных сплавов и меди. Так как кислотный флюс является реагентом с высокой химической активностью, он эффективнее на обрабатываемых поверхностях уничтожает разнообразные плёнки. Но с самим металлом он взаимодействует также энергично.
Чтобы спаять изделие трубочками с канифолью, необходимо произвести следующие действия:
Соединяемые поверхности нужно тщательно очистить от грязи и окисления.- В месте шва необходимо нагревать деталь до значения, которое будет превышать температуру плавки флюса.
- После этого производится процесс пайки.
Для больших поверхностей, у которых хорошая теплопроводность, такой метод практиковать не стоит, так как для нагревания металла в достаточном количестве будет мало мощности паяльника.
Изготовление своими руками
Для спаивания радиотехнических проводов используют припои в виде тонких прутков, которые имеют диаметр 2 миллиметра. Они легко делаются своими руками.
Для того чтобы их сделать нужно будет взять сосуд. На его дне сделать отверстие. А после этого нужно будет вылить в него расплавленный оловянно-свинцовый припой. При этом сосуд должен будет располагаться над металлической плитой или жестяным листом. После застывания прутья разрезаются на куски необходимой длины.
Можно разлить такую смесь в формы:
- Гипсовые.
- Дюралюминиевые ёмкости.
- Жестяные желобы.
Осуществляется это всё следующим образом:
- Нужно на весах взвесить необходимое количество олова и свинца.
- В металлической тигле над газовой горелкой расплавьте металл. Его стоит перемешивать с помощью стального стержня.
- С расплавленной поверхности необходимо снять плёнку, используя стальную пластину.
- Сплав стоит разлить по формам.
Вне зависимости от того, какой тип флюса вы применяете, готовую пайку протрите тряпочкой, предварительно смочив её в ректификате или ацетоне. Для очистки шва применяйте жёсткую щётку, окунув её перед этим в растворитель.
На сегодняшний день на рынке можно приобрести гелеобразные и жидкие флюсы, которые имеют следующие преимущества:
- После пайки не требуется очистка.
- Такой флюс не проводит ток.
- Отсутствуют компоненты, которые провоцируют возникновение коррозии и окисления.
Жидкий флюс наносится с помощью кисточки или ватной палочки. Можно самостоятельно сделать приспособление для его нанесения при помощи силиконового шланга и обыкновенного шприца. Именно шланг будет наполняться жидким флюсом.
Пайка является одним из лучших способов соединения металлов. С её помощью обеспечивается высокий уровень герметичности и прочности, а процесс, по сравнению со сваркой не занимает много времени и прост.
Но в процессе пайки выделяются вредные газы. Именно поэтому при работе не забывайте о таких средствах защиты, как фартук на основе плотной ткани, очки и перчатки. А ещё риск отравления будет минимальным, если использовать флюсы хороших производителей.
