Припой с флюсом что это такое

В этой статье мы рассмотрим флюсы , какие типы бывают, для каких целей применяются. Именно от них зависит качество и надёжность пайки, а иногда бывают ситуации, когда припаять металл без флюса вообще не получится (например алюминий). Из тех флюсов, что применяются при пайке радиодеталей, самый распространенный, и конечно же всем известный флюс — это канифоль .

Канифоль представляет собой обычную смолу, после перегонки, желтого или оранжевого цвета, взятую от хвойных деревьев. В советское время тем, кто не мог приобрести по каким-то причинам канифоль в магазине, предлагалось набрать в лесу смолы от хвойных деревьев и разогрев её в металлической емкости на малом огне, не допуская воспламенения, разлить по спичечным коробкам или пластмассовым баночкам. Этой смолой можно было пользоваться для пайки. Флюсы служат для удаления оксидной пленки с поверхности паяемой детали. Паяют паяльниками типа ЭПСН таким образом: макают разогретое жало паяльника в канифоль, набирают немного припоя на жало и переносят этот припой к месту пайки. Если флюс жидкий его наносят с помощью кисточки, если флюс пастообразный, то его наносят палочкой, либо если он в шприце, то выдавливают нужное количество на место пайки.

Канифоль в баночке

На фото выше изображена баночка канифоли, продающейся в магазинах, которая наверняка была подобным способом разлита в жидком виде. Флюсы делятся на два типа: активные и нейтральные . В продаже в магазинах канифоль встречается не только в твердом виде, но и в виде специального канифоль – геля в шприце.

Канифоль гель нейтральный

По заявлениям производителей канифоль — гель подходит и для пайки SMD деталей.

Канифоль гель активный

Оба типа флюсов, и активные и нейтральные необходимо смывать после пайки с платы. Если на плате останутся следы нейтрального флюса, устройство возможно и будет работать нормально, здесь все зависит от электропроводности флюса.

Кисточка для смывания следов флюса с плат

На рисунке показана кисточка для смывания следов флюса с плат. Если не смыть остатки активного флюса, после пайки с его помощью, на плате остаются следы активных солей и других опасных веществ, которые со временем могут разъесть пайку, либо припаянный провод. А вообще, рекомендую после того, как попаяли, когда есть возможность промывать место пайки с помощью кисточки смоченной в техническом спирте либо ацетоне.

В последнее время промываю платы вместо спирта Асептолином, (просто потому, что он уже куплен), жидкостью, которая продается в аптеках. Отличный результат и стоит недорого. Содержит 92.5 % этилового спирта и стоит всего 30 рублей за 100 миллилитров. Бутылочки хватает надолго. Существует и широко применяется флюс на основе канифоли и спирта. Который так и называется спирто-канифольный флюс, или сокращенно СКФ .

Спирто канифольный флюс

Часто пользуюсь таким, как на фото выше. Такой флюс можно легко приготовить самому, достаточно растереть канифоль в порошок, засыпать в ёмкость, в которой он будет храниться, и залить техническим спиртом. Соотношение канифоли и спирта должно быть 3 к 5. После ждем один – два дня, пока растворится канифоль в спирте, и можно пользоваться.

Емкости для хранения СКФ

На фото выше изображены две емкости для хранения флюса, которыми пользуюсь при паянии. Удобным в использовании, в качестве емкости под флюс, оказалась бутылочка из-под лака для ногтей, так как она идет сразу с кисточкой. Предварительно, перед использованием, бутылочку нужно промыть от следов лака ацетоном или растворителем. С помощью спирто-канифольного флюса можно паять в тех местах, где с канифолью просто не подлезть. Либо те поверхности, которые канифоль "не берет”. Например, с помощью СКФ можно припаять провода к выводам батареек, к никелированной поверхности. Конечно, паяемую поверхность, перед этим нужно будет механическим способом зачистить. Также с помощью спирто-канифольного флюса отлично лудятся дрожки на протравленных платах горячим способом. Для этого покрываем дорожки на плате СКФ, флюс наносим кисточкой.

Жир паяльный нейтральный

К условно нейтральным флюсам относится нейтральный паяльный жир , фото приведено выше. Но его все равно рекомендуют смывать с платы после пайки. Продается в таких же баночках и активный паяльный жир :

Жир паяльный активный

Многим нравится в использовании флюс ЛТИ-120 , который также необходимо смывать, потому что при его использовании на платах с цифровыми устройствами, иногда наблюдается нестабильная работа.

Фото флюс ЛТИ-120

Для пайки корпусов устройств из жести и других подобных материалов пользуются паяльной кислотой. Паяльная кислота это тоже флюс, очень активный, намного более сильный чем СКФ, но паять им радиодетали нельзя! Если кислотой паять радиодетали на плате, с виду пайка будет прочной и надежной, но то место на плате, куда попала кислота со временем непременно разъест. Кислота, к тому же, обладает высокой электропроводностью. Фото бутылочки с кислотой:

Фото кислота паяльная

Имеются специальные флюсы для пайки стали и даже алюминия. Они относятся к сильно активным флюсам, и пользоваться для пайки радиодеталей ими также нельзя. Вообще, радиодетали лучше паять, только нейтральными флюсами, тем же СКФ. Один из флюсов для пайки нержавеющей стали и алюминия изображен на фото ниже:

Флюс для пайки алюминия

В советское время, когда многие флюсы были дефицитом, в качестве активного флюса для пайки пользовались таблетками ацетилсалициловой кислоты или, говоря по другому, аспирина. При этом вывод или деталь, на которую нужно было нанести флюс, ложили на таблетку, и прогревали паяльником. Запах при этом был, по рассказам пользовавшихся, мягко говоря, не из приятных, к тому же вреден для здоровья.

Флюс из аспирина

Также сильным активным флюсом является пищевая лимонная кислота. Многие применяли её для того, чтобы залудить испорченное необгораемое жало паяльника. Такое жало долговечное в применении, если его сильно не перегревать.

Лимонная кислота пищевая в качестве флюса

Но если паяльную станцию или паяльник с регулятором оставить надолго включенным при температуре жала 480 градусов (максимуме), жало теряет свои свойства и припой к нему перестает прилипать. В таком случае, используя лимонную кислоту как флюс, мы сможем залудить испорченное жало паяльника. После залуживания жало нужно хорошенько промыть. Вообще, после любых флюсов , которые созданы не на основе канифоли, необходимо промывать плату после пайки. Существуют специальные безотмывочные флюсы для пайки SMD деталей.

Для пайки стали и чугуна также пользуются флюсом под названием Бура .

Для использования совместно с флюсом Бура нужны специальные среднетепературные припои. Также для пайки с этим флюсом необходим мощный паяльник в виде топора или подобный. Автор — AKV.

3.1. Классификация припоев и система их обозначений

Разновидности и применение припоев:

Припой — металл или сплав, применяемый при пайке для соединения заготовок и имеющий температуру плавления ниже, чем соединяемые металлы. Применяют сплавы на основе олова, свинца, кадмия, меди, никеля и других металлов

Для пайки соединений проводниковых материалов в зависимости от предельно допустимых рабочих температур и требуемой прочности паяного шва применяются мягкие и твердые припои.

К мягким относятся припои с температурой плавления до 400 °С, а к твердым — свыше 500 °С. Припои с температурами выше температуры плавления чистого олова в интервале до 400 °С называются полутвердыми.

Мягкие и полутвердые припои имеют предел прочности при растяжении до 15–100 МПа и применяются для пайки токоведущих частей, не являющихся одновременно несущими конструкциями машин или аппаратов.

Пайка мягкими и полутвердыми припоями осуществляется паяльником или погружением деталей в расплавленный припой, соединяемые поверхности при этом предварительно облуживаются, как правило, припоем той же марки и покрываются обычно канифолью (флюсом).

Оловянно-свинцовые припои выпускаются в виде слитков, прутков, проволоки, ленты и трубок, заполненных канифолью.

Твердые припои имеют предел прочности при растяжении 100– 500 МПа и применяются в качестве припоев первой категории прочности при пайке токоведущих частей, быстроходных, допускающих высокий нагрев электрических машин и деталей, воспринимающих основную механическую нагрузку.

Система обозначения припоев

Обозначение марки припоя обычно начинается с буквы «П» — припой. Числа в марке припоя показывают содержание компонентов (буквы после буквы «П») в процентах (округленно). Буква или буквосочетание в конце обозначения марки припоя означает, что данный компонент составляет оставшееся содержание припоя.

Для соединения различных металлических деталей между собой часто применяется пайка. Этот вид соединения популярен в различных сферах жизни и производства. Чаще им пользуются радиолюбители и домашние мастера.

Пайка может выручить как при ремонте компьютера, телевизора, радиотехники, так и в промышленности, ремонте холодильников. Пайка хороша в создании герметичности соединения. А некоторые материалы по-другому просто невозможно соединить.

Не все металлы можно соединить сваркой. А чтобы пайка получилась качественной и герметичной, необходимы навыки работы, хорошие инструменты и соответствующие припои для пайки и флюсы.

Составы и виды припоев и флюсов выбирают в соответствии с материалами, из которых изготовлены соединяемые материалы. Например, для алюминия нужен совсем другой флюс, нежели чем для меди. Рассмотрим основные свойства припоев, их применяемость, особенности использования.

Основные свойства

В качестве припоя применяют разные сплавы металлов. Есть сплавы на одном чистом металле, обычно это олово. Металлы, входящие в состав припоя, отличаются между собой разными параметрами.

Смачиваемость

Любые припои для пайки в обязательном порядке должны обладать свойством смачиваемости, иначе соединяемые детали невозможно будет соединить качественной пайкой.

Смачиваемостью называется явление, при котором надежность связи между молекулами твердого вещества с жидкостью больше, чем у жидкости. При наличии хорошей смачиваемости жидкость расходится по поверхности, при этом заполняет все ее полости. Когда припой недостаточно смачивает металл, его не применяют для этого металла. Для пайки меди чистый свинец не используют, он не смачивает медь.

Температура плавления

Несмотря на вид припоя, у любого вида температура плавления не должна быть больше, чем температура спаиваемых деталей. Однако она должна быть больше рабочих температур материалов, чтобы при работе спаянного устройства припой не расплавился.

В этом вопросе есть два порога температуры. Первый – это температура, во время которой только начинается плавление самых легкоплавких составляющих припоя, а второй – это когда весь припой превратился в жидкость. Интервал между этими двумя значениями называется интервалом кристаллизации припоя.

Если соединенное пайкой место будет находиться при температуре кристаллизации, то место пайки может быстро разрушиться, даже от небольшой нагрузки, так как соединение будет иметь повышенное электрическое сопротивление и хрупкость. Во время пайки нужно знать, что пока припой окончательно не затвердел, нельзя прикладывать к нему какие-либо нагрузки.

Свойства припоев

В любом составе припоя не должны содержаться вещества, обладающие токсичными свойствами для человека, выше нормы. Припои для пайки должны иметь свойства термостабильности и электростабильности. При выборе припоя учитывается теплопроводность припоя и его тепловое расширение. Они должны быть на уровне с паяными деталями.

Виды припоев

Все припои для пайки разделяются на твердые и мягкие. Температура плавления твердых припоев составляет более 450 градусов, а мягких – до этого значения.

Мягкие припои для пайки

Наиболее популярные из них являются сплавы олова и свинца с различным процентным соотношением. Для придания особых свойств припою, в него могут добавить вспомогательные составляющие. Кадмий и висмут используются для уменьшения температуры плавления. Сурьма повышает прочность пайки.

Припой на олове и свинце имеют малую температуру плавления и низкую прочность. Для ответственных деталей такой припой лучше не применять. Если приходится паять мягким припоем детали, подверженные серьезным нагрузкам, то рекомендуется повысить площадь пайки деталей.

Наиболее популярными припоями мягкого типа стали от ПОС – 18 до ПОС – 90. Цифры в маркировке обозначают процентное содержания олова в припое. Эти марки припоев применяют в производстве приборов, а также электронных устройств. ПОС-90 служит для пайки деталей, подвергающихся в дальнейшем гальванике. ПОС-61 применяется для пайки точных устройств, особо ответственных деталей из различных материалов. Им осуществляют пайку латуни, меди, когда нужна прочность соединения и повышенная электропроводность.

ПОС-40 применяется для неответственных деталей, для которых не нужна особая точность. Зону пайки можно нагревать до высокого значения температуры. ПОС-30 хорошо сочетается с латунью и медью, а также стальными сплавами.

Твердые припои для пайки

Среди твердых припоев с большой температурой плавления имеется две группы: сплавы меди и серебра. К медным видам припоев можно отнести припои, созданные на основе цинка и меди, которые хорошо сочетаются для соединений, предназначенных для статической нагрузки. Эти сплавы хрупкие, поэтому их не нужно применять для пайки материалов с ударной или вибрационной нагрузкой.

Другие виды припоя

Имеются и другие виды припоя, которые редко применяются. Они необходимы для пайки редких металлов, либо для особых специальных условий. Есть припои на основе никеля, служащие для деталей, работающих при высоких температурах, либо изготовленных из нержавеющей стали. Золотые припои используют для вакуумных трубок. Имеются также припои магния.

Форма выпуска

Припои выпускают в виде различных форм и упаковок. Чаще припои изготавливают в виде проволоки, фольги, либо порошка или таблеток. Также бывают гранулированные припои, паяльные пасты. Форма припоя выбирается в зависимости от вида зоны пайки.

Пайка алюминия

Алюминиевые детали соединяют с помощью пайки, при этом используют специальные припои. Пайку алюминия используют в промышленности, бытовых условиях.

Вообще, пайку алюминия считают сложной работой. Так получается, когда неправильно выбирают вид припоя. Берут совсем не тот припой, какой нужно, предназначенный для других металлов. Причина трудной пайки заключается в образовании оксидной пленки, которая не позволяет создать хорошую смачиваемость алюминия.

Чтобы запаять алюминиевую деталь, применяется припой, содержащий цинк, серебро, медь, алюминий и кремний. В торговой сети имеется множество припоев с такими составляющими в разных пропорциях. При выборе следует учесть, что наибольшая коррозионная стойкость и прочность соединения достигается припоем с значительным содержанием цинка.

Алюминий можно также спаять и обычным припоем из свинца и олова, но для этого нужна качественная подготовка поверхности, которая включает в себя зачистку металлической щеткой из нержавеющей стали. При пайке нужно использовать активный флюс. Но такой способ редко применяется.

Пайку алюминия производят при высокой температуре. Наиболее применяемые припои для пайки алюминия – это алюминиево-медно-кремниевые составы.

Пайка меди

Медь паять легче всего. С ней сочетаются практически все виды припоев. Применяются как мягкие легкоплавкие припои, так и твердые виды, а также сплавы олова, свинца, серебра, цинка и т. д.

Для ремонта компьютера или телевизора подходят любые мягкие припои. Для пайки труб, водопровода, холодильника применяют твердые припои. Соблюдая эти простые правила можно получить хороший результат.

Пайка нержавейки

Для соединения пайкой деталей, изготовленных из нержавеющей стали, специалисты рекомендуют применять припой, состоящий из свинца и олова. Неплохой результат получается с припоем, содержащим кадмий. Можно использовать мягкие припои на основе цинка.

Их нельзя применять совместно с низколегированными сталями, а также углеродистыми сплавами. Наиболее оптимальный вариант припоя для нержавеющей стали – это припой из чистого олова, тем более, если пайка будет соприкасаться с пищевыми продуктами.

При проведении пайки в сухом месте или в печи, используют марганец с серебром, чистую медь или припои на никеле и хроме. Во время пайки в условиях коррозии, применяют тиноли на основе серебра с частью никеля.

Пайка стали

Эффективным припоем для соединения деталей из стали является ПОС-41. Другие припои для пайки также можно применять, но они не совсем подходят для этих целей. Припой на основе цинка плохо сочетается со сталью, особенно низколегированных и углеродистых сплавов.

Как самому приготовить припой

Для приготовления припоя своими руками составляющие части (обычно это свинец и олово) взвешивают на весах. Эту смесь плавят в тигле на газовой горелке. Расплавленный состав перемешивают металлическим стержнем.

Далее, небольшой пластинкой из стали снимают шлак с поверхности расплавленного припоя, затем аккуратно разливают его в формочки, сделанные из жести, либо гипса.

Плавку осуществляют в проветриваемом помещении, с соблюдением мер безопасности, то есть, надевают очки, фартук, перчатки.

Виды флюсов

Ни одна пайка не обходится без флюса, так же как без припоя. Это химическое вещество, растворяющее и поглощающее окислы. Флюс осуществляет защиту металла от окисления и способствует смачиванию соединяемых деталей.

Для процесса пайки припоем на основе олова и свинца используют флюс на основе соляной кислоты, либо хлористого цинка. Флюсом может служить также хлористый аммоний или бура. Эти флюсы являются активными. Пассивные флюсы состоят из канифоли, масла, вазелина и других подобных веществ.

Например, с мягкими видами припоев можно применять раствор соляной кислоты. Со сталью, медью и латунью используют хлористый цинк. Жирные вещества способен растворять нашатырный спирт. Для пайки алюминиевых сплавов в качестве флюса применяют смесь из тунгового масла, хлористого цинка, канифоли. Имеет свое применение и фосфорная кислота.