Назначение флюса и особенности его применения при пайке

Какими характеристиками должен обладать флюс для пайки медных труб?

Качественный флюс, который используется для пайки медных трубопроводов, должен отвечать некоторым требованиям. Рассмотрим их:

• независимо от вида, состав должен равномерно распределяться по рабочей поверхности;
• показатели вязкости и плотности этого вещества должны быть меньше, чем у припоя. Это нужно для того, чтобы происходило замещение;
• флюс должен растворять оксидную плёнку и предотвращать повторное окисление медной детали;
• кроме этого, такое вещество должно обеспечивать аккуратный внешний вид шва;
• состав не должен разрушаться в результате воздействия высоких температур;
• после завершения пайки должно производиться лёгкое удаление грязи и пыли;
• флюс должен позволять проводить пайку как на вертикальных, так и на горизонтальных участках.

Качественный флюс в виде пасты должен быть вязким и плотным, тогда он будет равномерно распределяться по поверхности трубы

Качественный флюс должен обладать всеми вышеперечисленными характеристиками. После окончания пайки это вещество удаляется с помощью специальных растворителей.

Что такое флюс и его ключевые особенности?

Не многие новички знают, что такое флюс и как его используют в процессе пайки. Это соединительная смесь. В ее состав входят материалы, которые легко плавятся

Перед покупкой флюса необходимо обратить внимание на несколько факторов:

• рабочая температура дополнительного состава;
• вид металла, с которым предстоит работать;
• температура, при которой начинается процесс пайки;
• наличие дополнительных поверхностей, которые окружают место спайки;
• наличие антикоррозийной плёнки на поверхности металла.

Существует два вида дополнительных составов, использующихся при пайке. Одни твердые и плавятся при высокой температуре. Другие мягкие и с ними можно начинать работать при низких температурах.

Предназначение

Чтобы работать с дополнительными веществами, необходимо знать для чего нужен флюс при пайке. Чтобы соединить контакты на плате, необходимо разогреть их до температуры свыше 500 градусов. Из-за этого можно повредить важные элементы платы. Чтобы не допустить окончательной поломки электроники, используются легкоплавкие составы, в которых преобладает свинец и олово. Они плавятся при температуре до 500 градусов и помогают соединить оборванные контакты.

Плата (Фото: pixabay.com)

Применение флюса

Перед тем как применять припой и флюс для пайки, необходимо обратить внимание на определенные характеристики:

• устойчивость состава к коррозийным процессам;
• рабочий размер соединительного шва;
• прочность соединения;
• температура плавки.

Очень часто в качестве припоя используют оловянный прут, канифоль..

Хранение

Для простых ремонтных работ в домашних условиях достаточно приобрести тюбик с флюсом. Хранить его нужно в плотно закрытой емкости. Нельзя допускать, чтобы жидкий состав соприкасался с влагой. Также нельзя хранить легкоплавкие составы вблизи нагревательных приборов и открытого огня. Нельзя допускать чтобы температура в помещении, где хранится флюс, поднималась выше 25 градусов. Составы, которые хранились в упаковках с нарушенной герметичностью, желательно утилизировать и приобрести новый.

Технология пайки

Для качественной пайки с канифолью, подготовка начинается с зачистки металла в месте соединения. Надо убрать грязь механическим путем, устранить жир с помощью бензина или спирта.

Паяльник будет значительно лучше служить, если ему сделать лужение – покрыть нижнюю часть жала тонким слоем флюса. Для этого инструмент разогревается и окунается в баночку с канифолью или жидкий флюс наносится кисточкой. Покрытие должно быть равномерным, без пропусков.

На место пайки наносится кусочек канифоли и расплавляется. Когда все место будет очищено, окислы растворены, подводится припой. Его расплавляют, распределяют, и он соединяет детали. После охлаждения делается лужение и покрытие лаком.

Концы проводов покрывают сначала флюсом, расплавив его паяльником, затем наносят припой, распределяют его равномерно, чтобы он покрыл провод снаружи и соединил все волокна.

Спиртовой состав

Раньше канифоль для пайки продавалась только в жидком состоянии. В основном использовали спиртовые растворы. С ними удобно работать при любых площадях пайки. Зачем плавить твердые кусочки смолы, разгонять горячую жидкость по плате, если значительно проще нанести кисточкой раствор, который проникнет в самые узкие места, заполняет трещинки.

При большом объеме работ можно покрыть спиртовым составом сразу всю площадь и расплавлять флюс постепенно в местах пайки. Правильный раствор канифоли содержит равное количество компонентов и хорошо держится на поверхности металла.

Трубчатые припои

Трубчатый припой представляет собой тонкую трубку заполненную флюсом. Правильный для работы расходный материал должен максимально соответствовать по своему химическому составу тому, что уже находится на плате. Если не известно, чем паяли раньше, вся плата зачищается. Современные технологии позволяют заполнить трубку канифолью или другим флюсом без разрывов с одинаковой плотностью по всей длине.

Пайка трубчатыми флюсами регулирует количество материала. После работы не надо протирать плату, освобождая ее от остатков канифоли.

Канифоль – универсальный флюс, применяемый для пайки цветных металлов. Она натуральный продукт, не влияет отрицательно на здоровье. Во многих флюсах из масел и жиров переработанную смолу добавляют для улучшения качеств.

Активные и антикоррозионные

Активные флюсы так же нередко изготавливаются на основе канифоли, доведённой до порошкообразного состояния. Однако в этом случае в составе приготавливаемой смеси в небольших объёмах содержатся органические соединения (кислотные или аминовые).

Благодаря этому с её помощью удаётся припаять к металлическому основанию не только медные детали, но и серебряные, никелевые и стальные изделия или заготовки.

В более сложных условиях пайки нужны активные флюсы на основе соляной кислоты с добавкой хлористого цинка, получаемого в результате простой реакции замещения.

Эта разновидность флюсовой добавки хорошо известна профессионалам: чаще всего она выпускается и продаётся под названием «паяльная кислота». Кислотные флюсы нужны для пайки алюминиевых деталей.

Сфера применения флюсов этого класса – запайка изделий из меди и серебра. Также они нужны для пайки стальных заготовок и различных сплавов.

Поскольку эти реагенты относятся к разряду химически активных составов, паяние с их применением позволяет эффективнее бороться с окисными плёнками. Такая активность обеспечивает более интенсивное взаимодействие с основным металлом, из которого изготовлены сплавляемые заготовки.

Ещё одной особенностью этих реагентов является высокая электрическая проводимость, что исключает возможность их использования в качестве изоляционного защитного покрытия.

Существуют составы на основе фосфорной и органических кислот. Зачем вообще нужны такие флюсы?

Они относятся к категории антикоррозионных и применяются для удаления с металлических поверхностей остатков и следов ржавчины, а также для защиты от возможности появления окислов после пайки (в процессе эксплуатации).

Поскольку при приготовлении этих смесей используются кислотные составляющие – они очень напоминают паяльные кислоты.

Однако в отличие от последних антикоррозийный флюс для пайки не устраняет оксидных плёнок. Он нужен доя защиты от разрушений, возможных из-за реакции окисления.

Жир для пайки нейтральный

Одним из важных показателей, во время проведения ремонта радио — и электроаппаратуры, является качественная пайка металлических деталей и узлов.

Для прочности неразъемного соединения, при монтаже бескорпусных радиодеталей, элементов из разного металла используют паяльный жир. Не являясь средством массового использования, он имеет определенный спрос среди профессионалов и начинающих паяльщиков.

Паяльный жир

Среди множества флюсов паяльный жир (ПЖ) не слишком известен широкому кругу населения. Большинство людей считает основным средством для пайки канифоль. Зная отличные характеристики ПЖ, профессионалы и любители предпочитают его остальным аналогам.

Что такое паяльный жир

Пусть слово «жир» никого не смущает. Флюс не имеет никакого отношения к органическому веществу. На самом деле ПЖ представляет собой химическое соединение различных реактивов. По своему внешнему виду и некоторым свойствам вещество напоминает смалец. На практике применяются два вида флюса: нейтральный и активный ПЖ.

Преимущества

Специалисты и радиолюбители выбирают паяльный жир из-за ряда его преимуществ:

• флюс обеспечивает равномерное покрытие припоем места пайки;
• лужение металлических поверхностей способствует достижению зеркального эффекта;
• высокая вязкость вещества позволяет выдерживать точную дозировку в намеченных границах;
• после окончания пайки излишки геля легко смываются водой или специальным растворителем;
• доступность на рынке и невысокая цена – одни из привлекательных черт ПЖ.

Недостатки

• ПЖ имеет неприятный запах, который особенно активен во время пайки;
• Активный флюс агрессивен по отношению к тонким контактам деталей электроники;
• Испарения расплавленного флюса вредны для дыхания. При работе нужно пользоваться средствами индивидуальной защиты (марлевая повязка, очки).

Как правильно выбрать флюс

Даже при знании разновидностей и технических характеристик не каждый человек понимает, как выбрать флюс. Для безопасной пайки следует выбирать нейтральные флюсы. Они подходят для работы с разными деталями, но при спайке больших компонентов, работа будет происходить медленно.

Чтобы ускорить процесс, можно использовать среднеактивные флюсы. Такие составы подходят для работы с различными металлами. Для работы с крупными деталями идеальным вариантом являются серебряные припои.

Лучшие заменители

Не всегда дома может найтись припой для спайки оборванных контактов или проводов. В таких ситуациях можно провести ремонт без покупных составов. Заменить флюс можно несколькими веществами:

• янтарем;
• жиром;
• «Аспирином»;
• смолой.

Перед началом работ «Аспирин» необходимо растворить в небольшом количестве жидкости.

Смола на дереве

Чем заменить флюс для пайки

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

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

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

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

Применение для различных металлов

Ортофосфорная и паяльная кислоты применяются для пайки деталей из нержавеющей и легированной стали. Бура используется при пайке чугуна, драгоценных металлов, никель-кобальтовых сплавов. Часто бура находит применение при ремонте водопроводных систем. Паяльный жир используется при пайке свинцовых муфт к свинцовой оболочке кабеля. Он состоит из канифоли, животного жира и стеарина.

Если нет готового флюса под рукой, то можно использовать вместо него раствор таблетки аспирина в одеколоне, фруктовый сок или оливковое масло.

Факторы качественного флюса

• Флюс должен создавать равномерное покрытие.
• Плотность и вязкость должна соответствовать припою, который в итоге занимает место флюса.
• Флюс должен полностью удалить оксидные соединения и не допустить их взаимодействия с материалом.
• Химический состав флюса должен быть стабилен.
• Во время процесса пайки шов должен хорошо просматриваться.
• Флюс должен позволять производить вертикальные соединения.
• После рабочего процесса загрязнения должны легко удаляться с поверхности.

После окончания работ необходимо убрать весь оставшийся флюс. Для этого применяются специальные растворы.

Принимаем заказы на любые виды слесарных работ:

• сварка металлических деталей;
• зачистка под покраску;
• нарезка резьбы;
• снятие заусенцев;
• рихтовка;
• сборка;
• подгонка;
• притирка;
• пайка.

Паяльная кислота.

Сразу надо заметить, что такое название в корне неправильное, так при пайке используется не чистые кислоты, а производные на их основе — ортофосфорной, серной, азотной.

Последняя наиболее известна, а потому больше всего применяется в быту. К тому же ее очень легко приготовить самостоятельно — потребуются лишь сама кислота, цинк (можно использовать даже корпус батарейки), чистая вода, стеклянная емкость и время.

Применяется паяльная кислота при соединении сильно загрязненных (химически) металлов: меди и ее сплавов, никеля, железа, конструкционных сталей и сплавов цветных металлов. Также, как и в случае с бурой, паяльную кислоту нельзя применять при спаивании проводов и радиодеталей, поскольку со временем место соединения окисляется и разрушается.

Выпускается соляная кислота для пайки расфасованная во флакончики из ПЭТ-материалов со специальными носиками для удобства нанесения на место пайки.

Преимущества паяльной кислоты в быстром и качественном обезжиривании деталей и хорошим и надежным соединением.

К недостаткам, как уже говорилось выше, является то, что этот флюс под зоной пайки и рядом с ней еще длительное время реагирует с металлом, разрушая соединение. Кроме того, она плохой проводник электротока и вызывает местный нагрев при его прохождении через место спайки, нарушая тем самым электротехнические параметры.

Флюс для пайки паяльником

Флюс это вспомогательное вещество, необходимое для освобождения поверхностей спаиваемых деталей от окислов и лучшему растеканию припоя по поверхности металла при пайке. Без применения флюса выполнить паяльником качественную пайку практически не возможно.

При приготовлении наиболее популярных флюсов для пайки электрическим паяльником, применяется канифоль. Ее получают из древесины деревьев хвойных пород, в основном сосны. При температуре около 50°С канифоль размягчается, а при 250°С начинает кипеть.

Канифоль не устойчива к воздействию атмосферной влаги – гидролизуется. Она состоит на 85-90% из абиетиновой кислоты. Если не удалить остатки канифоли после пайки то происходит окисление места пайки. Многие этого не знают и считают, что канифоль для металла безвредна. Кроме того, впитывая воду из атмосферы, канифоль увеличивает свою проводимость и может нарушать работу электронных устройств, особенно высоковольтных их цепей.

Популярные флюсы для пайки электрическим паяльником

Флюс на основе спирта и растворителей требуется хранить в герметичной таре, иначе жидкость быстро испарится. Очень удобна для этих целей бутылочка от маникюрного лака. Всегда и кисточка под рукой, которой удобно наносить флюс на место пайки. Такую бутылочку практически в любом доме можно найти. Еще ее достоинство, кисточка и закрутка не растворяются спиртом и растворителем. Перед наполнением флюсом обязательно нужно тщательно вымыть бутылочку и кисточку от лака. Если лак сильно застыл, то налить ацетона и оставить. Через время лак растворится.

В бутылочке я и приготавливаю спирто-канифольный флюс. Сначала через воронку из бумаги насыпаю порошок канифоли и затем заливаю спиртом. Легко налить спирт в узкое горлышко бутылочки, если прикоснуться горлышком бутылки со спиртом к кисточке, предварительно смоченной в спирте. Лить нужно очень медленно и ни одной капли не прольете. Со временем спирт испаряется и флюс становится густым. Тогда нужно его разбавить спиртом до требуемой консистенции.

В качестве флюса я часто использую не документированный флюс аспирин (ацетил салициловая кислота), который применяют в качестве лекарства. С помощью его, можно без предварительной подготовки, залудить медные и стальные поверхности. На основе аспирина легко готовится и жидкий флюс для пайки паяльником, достаточно таблетку растворить в небольшом количестве спирта, ацетона или воды.

Это интересно: Газокислородная резка металла — технология, виды, условия, процесс

Достоинства и недостатки

Оба вида флюса имеют как свои достоинства, так и недостатки. У нейтрального состава следующие плюсы:

У нейтрального жира есть ряд недостатков. К ним относятся следующие свойства:

• с ним трудно паять детали, покрытые ржавчиной;
• после окончания пайки на поверхности остается твёрдый остаток;
• пайка с ним менее комфортна, чем с применением других флюсов (флюс-пасты, ЛТИ-120).

У активного состава также есть немало преимуществ. Его плюсы:

• он лучше, чем другие флюсы, подходит для пайки поверхностей деталей из черных и цветных металлов.
• с ним можно паять даже сильно окислившиеся материалы;
• остаток флюса легко удаляется после окончания пайки;
• состав имеет низкую стоимость и длительный срок хранения.

При работе с активным жиром нужно соблюдать меры предосторожности. Он имеет следующие особенности:

• при нагревании паяльником состав выделяет вредные вещества, поэтому рабочее место должно быть оборудовано вентиляцией;
• чтобы предотвратить коррозию, после окончания паяния с поверхности удаляют остатки флюса;
• активные вещества флюса способны повредить тонкие проводки или электронные элементы, поэтому для деликатной пайки он не годится.

Это интересно: Полуавтоматическая сварка — в защитном газе, в углекислом газе

Жирный флюс

Известная поговорка «Клин вышибают клином» может быть дополнена паяльной версией – «Жировая пленка удаляется жировым флюсом». Это не выдумка автора, поскольку далее показано изображение баночки с паяльным жиром. Но жир этот получен из нефти. И он жирных пятен не оставляет. Его роль – это связующая основа, среда в которой равномерно распределены хлориды, фосфаты или прочие соли. Канифоль, которая сама по себе эффективный флюс, также присутствует в виде порошка.

Именно эти компоненты справляются с окисными, а также настоящими жировыми пленками, определяя активность или нейтральность паяльного жира. А вазелиновая, стеариновая или парафиновая основа эффективно изолирует от воздуха место пайки. При этом температура припоя и жала не приводят к быстрому расходу флюса или появлению сажи. А частицы ржавчины или мусора отрываются от металла и всплывают на поверхность расплава.

• Не применяется для пайки печатных плат и металла, закрепленного на пористых диэлектриках.
• Существует марка для пайки алюминия и его сплавов.
• Смывается растворителями или бензином.

Паяльный жир

Что мы должны знать о флюсе?

Флюс предназначен для повышения качества процесса спаивания припоем двух металлических поверхностей и при нагревании очищает поверхности от оксидных и жирных пленок. Хороший флюс должен иметь низкую температуру плавления и малый удельный вес. Перед моментом плавления припоя он должен успеть растворить окислы и не проникать вглубь  паяного соединения в процессе пайки. Флюс должен хорошо растекаться и смачивать поверхность припоя и металла в месте пайки.

Самые лучшие флюсы для пайки не выгорают и при нагреве мало испаряются. А продукты разложения и окислы легко удаляются растворителями. Даже если остатки не удалены, то они не вызывают коррозии. Как мы знаем, флюсы для пайки бывают активные (кислотные) и нейтральные (некислотные). обычно активно взаимодействует с широким спектром растворяемых жиров и оксидных пленок. При этом могут выделяться продукты взаимодействия, не слишком полезные для нашего драгоценного здоровья.

Нейтральные флюсы более безопасные в этом плане, но их волшебные свойства подготовки паяемых поверхностей не такие яркие. Какие бывают флюсы можно посмотреть в ГОСТ 19250-73 «Флюсы паяльные. Классификация». В общем, тут как и с любым профессиональным инструментом – каждый нужен для определенного набора действий. Начну рейтинг лучших флюсов по Мастеру Пайки с сортировкой по популярности у ремонтников электронной техники.

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:

1. Чистая медь.
2. Серебро.
3. Фосфорно-медные сплавы.
4. Медно-цинковые сплавы.

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.

Пайка без паяльника

В бытовых условиях при отсутствии паяльника можно паять медные провода диаметром до 2 мм. Для пайки радиаторов, посуды используют специальный припой, паяльные лампы, газовые горелки, так как медь стержня паяльника не в состоянии разогреть большую площадь поверхности. Существует несколько способов:

1. Лужение и пайка проводов в расплавленном припое. Предварительно провод нагревают, прикладывают к кусочку канифоли, она плавится и равномерно растекается по поверхности соединения. Провод скруткой опускается в расплавленный припой в жестяной банке на костре, можно греть на паяльной лампе. Для того чтобы запаять скрутку, желательно ее подержать в кипящем олове до 1 минуты. Медные провода прогреются, и сплав заполнит все промежутки между скрученными проводами. Таким способом можно паять мелкие детали из меди, латуни и других сплавов.

Залуженный и спаянный медный провод

1. Пайка проводов в желобе. Зачищенные и скрученные провода укладываются в отрезок трубки 2-3 см из алюминия, диаметром 0,5-1см, распиленной вдоль. Сверху засыпается смесью мелкой стружки припоя и канифольной пыли, снизу эта конструкция разогревается зажигалкой, свечкой или малой паяльной лампой.

Разогрев припоя паяльной лампой (горелкой)

Смесь плавится и тщательно обволакивает все места соединения проводов. После застывания алюминиевый желоб убирают, место соединения изолируют.

Стружку припоя можно наточить крупнозернистым напильником.

1. Тонкий медный провод до 0,75 мм можно уложить на фольгу из алюминия, насыпать смесь из канифоли и стружки олова, герметично завернуть и разогреть 3-4 минуты. Припой равномерно заполнит все элементы на месте спайки, после остывания фольгу можно снять и выбросить.

Классификация флюсов

Флюсы различаются по степени их воздействия на обрабатываемые детали. При пайке применяются следующие виды вспомогательных материалов:

Активные флюсы. Эти вспомогательные вещества активно взаимодействуют с соединяемыми металлами. В зависимости от соединяемых материалов и их свойств применяются следующие виды:

• Содержащие разбавленную соляную кислоту. Используются при пайке цинка и оцинкованных металлов. После пайки детали необходимо очистить, чтобы избежать коррозии. Можно промыть в тёплой воде.
• Раствор хлористого цинка (травленая соляная кислота). Используется при спаивании меди, медных сплавов и стали.
• Хлористый цинк-аммоний. Получается при добавлении аммония в раствор хлористого цинка. Аммоний способствует повышению активности вспомогательного материала и понижает его температуру плавления.

Кислотные составы обладают химической активностью. После их применения требуется нейтрализация. Ещё одним свойством этих составов является высокая электропроводность, и поэтому они непригодны для применения в электротехнике.

Бескислотные. Их ещё называют неактивными. Они взаимодействуют только с припоем, а не с соединяемыми деталями. К ним можно отнести канифоль. Это прошедшая специальную обработку смола хвойных деревьев. Имеет вид стекловидных кусков жёлтого цвета, напоминающих янтарь. Содержит малое количество жирных кислот и не разъедает контакты, если не полностью удалена после пайки. Применяется для спаивания меди, серебра, латуни, золота. К неактивным флюсам можно отнести и вещества, изготовленные на основе канифоли с добавлением спирта, глицерина, скипидара.

Защитные. Сюда относятся вещества, предназначенные только для защиты соединения. Это может быть вазелин, воск или минеральные масла. Наносить жидкий флюс можно ватной палочкой или кисточкой. Для удобства можно приобрести «флюс-аппликатор».

Вспомогательные вещества характеризуются разницей в консистенции. Они бывают:

• жидкие;
• твёрдые;
• пастообразные.

Жидкие используются в труднодоступных местах. Пастообразные наиболее удобны в применении. Их легко наносить.

Ещё одним отличительным признаком разных типов флюсов является температура плавления. Низкотемпературные плавятся при температуре меньше 450 °C, а высокотемпературные имеют температуру плавления выше 450 °C.