- Припой и флюс: что это такое и для чего они нужны?
- Разновидности и марки припоев, их состав, назначение и применение
- Тугоплавкие припои
- Из меди и цинка (ПМЦ-42, ПМЦ-53 и др.)
- Из серебра (ПСр-70, ПСр-45, ПСр-25 и др.)
- Из латуни (ЛОК-59-1-03, ЛОК 62-06-04)
- Легкоплавкие припои из олова и свинца: ПОС-61 и другие
- Марки мягких припоев для пайки паяльником
- Основные технические характеристики мягких припоев для пайки электрическим паяльником
- Что такое флюс и его ключевые особенности?
- Предназначение
- Применение флюса
- Хранение
- Виды флюсов
- Где применяются активные флюсы
- Нейтральные флюсы
- Что представляет собой безотмывочный флюс
- Канифоль
- Паяльные кислоты
- Спиртовые растворы
- Водные растворы и подручные средства
- Готовые составы
- Бура
- Гелевые флюсы
- Порядок применения
- Самостоятельное приготовление
Припой и флюс: что это такое и для чего они нужны?
Припой представляет собой легкосплавный или твердосплавный металл или сплав на основе олова, меди, свинца, цинка, никеля, кадмия, сурьмы и других компонентов, благодаря которым состав приобретает определенные свойства. При нагревании переходит в жидкую форму. Сварка смазывает поверхности элементов, затем они соединяются между собой.
Он смешивается с основным материалом и после охлаждения затвердевает, образуя прочную связь. Температура плавления припоя ниже, чем у материала соединяемых деталей, поэтому при нагревании они не плавятся. Сплавы для сварки выпускаются в виде проволоки, порошков, трубок, стержней, лент.
Важным условием получения прочного шва является качественная обработка соединяемых поверхностей. Они должны быть очищены от жира и оксидов металлов. Флюс — смесь жирных и органических кислот, масел и парафинов, удаляющая загрязнения и обеспечивающая надежную адгезию припоя к материалам детали. Также предотвращает образование оксидов непосредственно при сварке, способствует равномерному распределению припоя, снижению поверхностного натяжения при его нанесении. Флюс также защищает склеиваемые поверхности от воздействия окружающей среды.
Припои и флюсы различаются по назначению, химическому составу, рабочей температуре и другим свойствам, поэтому подбираются в каждом конкретном случае отдельно. Существуют также специальные паяльные пасты, смеси, сочетающие в себе припой и флюс, а также пластификаторы и связующие вещества (органические смолы, разбавители).
Разновидности и марки припоев, их состав, назначение и применение
Существует множество видов сварки с различным составом, характеристиками и назначением. По основной классификации они делятся на тугоплавкие или твердые и легкоплавкие или мягкие. Основное их отличие заключается в температуре плавления, что и является причиной разницы в областях применения.
Тугоплавкие припои
Тугоплавкие припои, плавящиеся при 450–500 °C, обеспечивают очень прочное соединение. Это сплавы на основе меди, цинка, серебра, латуни, золота, алюминия, магния и никеля. Припои используются при пайке материалов с высокой температурой плавления.
Из меди и цинка (ПМЦ-42, ПМЦ-53 и др.)
Этот припой используется для соединения медьсодержащих сплавов высокотемпературной пайкой. Он высокопластичен и прочен, устойчив к коррозии, обладает высокой тепло- и электропроводностью. Температура плавления прямо пропорциональна содержанию в нем цинка. Наиболее распространенными видами такой сварки являются: ПМС-36, ПМС-42, ПМС-48, ПМС-54. Их сравнительные характеристики приведены в таблице:
Разнообразие | Температура плавления, °С | Запрос |
ПМС-36 | 800 | Сварка бронзовых, медных, латунных деталей, не требующих высокой точности. |
ПМС-42 | 830 | Бронзовый и латунный припой, содержащий 60-68% меди |
ПМС-48 | 865 | Томпак и полутомпак сварка, медные сплавы с концентрацией не менее 69%. |
ПМС-53 | 870 | Сварка стали, меди, бронзы, томпака, полутомпака |
ПМС-54 | 880 |
Из серебра (ПСр-70, ПСр-45, ПСр-25 и др.)
Серебряные припои, характеризующиеся высокой температурой плавления и хорошей смачиваемостью, используются для пайки стали, меди, серебра и других тугоплавких металлов. Они обозначаются аббревиатурой PSr и номером, соответствующим содержанию драгоценного металла в составе (1–72%).
Чем выше число на отметке, тем прочнее соединение. От этого зависит и цена – высококонцентрированный припой будет стоить немало. В качестве дополнительных компонентов используются никель, медь, цинк, свинец и олово. Большинство этих сплавов характеризуются высокой прочностью, ударной вязкостью и текучестью, стойкостью к коррозии и окислению.
Припои с низким содержанием серебра (ПСр-1–25) применяются для лужения и пайки различных металлических деталей. ПСр30-45 позволяет получить более прочное соединение элементов из меди и ее сплавов, никеля, коваря, бронзы. Высококонцентрированные ПСр-70 и ПСр-72 обладают более высокой электропроводностью, прочностью на растяжение и изгиб. Они подходят для сварки ленточных пил.
Из латуни (ЛОК-59-1-03, ЛОК 62-06-04)
Пайка латуни позволяет получить высокопрочное соединение, которое не боится перепадов температур, влаги и органических кислот, но работа с ним требует профессионализма и использования специальных инструментов, поэтому в домашних условиях их не применяют. Он широко используется для сварки латуни, нержавеющей стали, стали, меди, никеля и других твердых металлов в различных отраслях промышленности. Он характеризуется высокой температурой плавления (900°С) и текучестью.
Наиболее популярны латунные припои ЛОК 59-1-03 и ЛОК 62-06-04. Первый содержит 58-60% меди, около 1% олова и 0,2-0,4% кремния, остальное — цинк. Применяется для газовой пайки, пайки твердосплавных пластин, напайки режущего инструмента, наплавки углеродистых сталей. Разновидность ЛОК 62-06-04 (цифры также соответствуют процентному содержанию меди, олова и кремния) широко применяется в различных отраслях промышленности. Незаменим при проведении сварочных работ, изготовлении трансформаторов, для изготовления латунной сетки.
Легкоплавкие припои из олова и свинца: ПОС-61 и другие
По сравнению с тугоплавкими припоями механическая прочность низкоплавких припоев низкая. Несмотря на это, их часто используют в радио- и электромонтажных работах. Они плавятся уже при температуре 183-280°С. Мягкие припои производятся на основе олова и свинца в различных соотношениях с добавками кадмия, висмута, сурьмы, цинка, таллия и других металлов.
Оловянно-свинцовые припои (наиболее распространенные) имеют маркировку ПОС, если в составе присутствует еще и сурьма (повышает стойкость) — ПОССУ. Существуют также оловянно-свинцово-кадмиевые (ПОСК), оловянно-цинковые (ОТ) и бессвинцовые припои. Наиболее распространенные марки:
- ПОС-10. Применяется для пайки и пайки контактных поверхностей электроники (ремонт электроприборов, реле).
- ПОС-40. Отличается широкой областью применения. Используется для операций, не требующих высокой точности. Применяется при работе с оцинкованным металлом, электро- и радиоэлектронным оборудованием, детали которого нельзя подвергать воздействию высоких температур. С помощью ПОС-40 устраняют дефекты труб и радиаторов, припаивают к ним медные провода.
- ПОС-61. Еще один популярный вид сварки, который широко применяется как в промышленности, так и в быту. ПОС-61 незаменим при ремонте радиодеталей, пайке печатных плат и других деталей, чувствительных к перегреву, ремонте радиаторов. Идеально подходит для сварки проволоки.
- ПОС-90. Имеет самую высокую температуру плавления (220–265°С). Применяется при ремонте медицинского оборудования и пищевой посуды, сварке обмоток.
Марки мягких припоев для пайки паяльником
Основным компонентом при пайке электропаяльником является оловянно-свинцовый припой. Он выпускается в виде проволоки или трубки разного диаметра. Трубчатый припой внутри заполнен канифолью. Такая пайка очень удобна при работе, так как не требует взятия дополнительного флюса на жало паяльника.
Припой представляет собой сплав металлов с низкой температурой плавления. Как правило, в состав припоя входит олово. Его можно паять и чистым оловом, но он дорог и поэтому в олово добавляется дешевый свинец. Олово является экологически чистым металлом и может использоваться в качестве припоя для чистой пайки пищевой посуды и медицинских инструментов. Если согнуть или сжать трубку из чистого олова, она поскрипывает. Чем больше свинца в припое, тем темнее будет поверхность припоя.
Сварные швы маркируются буквами и цифрами. Например, ПОС-61, что расшифровывается как П — припой, О — олово, С — свинец, 61 — % содержание олова. ПОС-61 является наиболее распространенным, так как подходит для сварки в большинстве случаев. В народе ПОС-61 часто называют третником, так как он содержит треть свинца (Pb).
Сварные швы бывают мягкими и жесткими. Температура плавления мягких припоев не превышает 450°С. Твердые припои плавятся при нагреве выше 450˚С и не используются для пайки электропаяльником.
Основные технические характеристики мягких припоев для пайки электрическим паяльником
Сварочный состав% от общей массы Температура плавленияСилакг/мм натяжениеПрименениеПОС-61 (третник)
Сплав древесины | Банка — 12,5 Свинец — 25 Висмут — 50 Кадмий — 12,5 |
68,5 | – | Для пайки и пайки деталей, чувствительных к перегреву, для изготовления предохранителей, токсичных |
Сплав клен |
Олово — 6,9 Свинец — 45,1 Висмут — 45,3 |
79 | – | Для пайки и лужения деталей, чувствительных к перегреву, для изготовления предохранителей |
ПОСВ-50 Сплав розовый |
Банка — 25 Свинец — 25 Висмут — 50 |
94 | – | Для пайки и лужения деталей, чувствительных к перегреву |
ПОСВ-33 | Олово — 33,4 Свинец — 33,3 Висмут — 33,3 |
130 | – | Для сварки медных, латунных, константановых деталей герметичным швом |
Банка — 61 Ведущий — 39 |
190 | 4.3 | Для пайки и лужения токоведущих частей из меди, латуни и бронзы с герметичными швами | |
ПОС-61М | Банка — 61 Ведущий — 37 Медь — 2 |
192 | 4,5 | Для лужения и пайки тонких медных проводов и печатных проводников |
ПОС-90 | Банка — 90 Свинец — 10 |
220 | 4.9 | Для пайки и лужения пластин для пищевых продуктов и медицинских инструментов |
ПОС-40 | Банка — 40 Свинец — 60 |
238 | 3,8 | Для лужения и пайки контактных поверхностей радиоаппаратуры и деталей из оцинкованной стали |
ПОС-30 | Банка — 30 Свинец — 70 |
266 | 3.2 | Для лужения и сварки деталей из меди, ее сплавов и стали |
ПОС-10 | Банка — 10 Свинец — 90 |
299 | 3.2 | Для лужения и пайки контактных поверхностей радиоаппаратуры |
Авиан — 1 | Банка — 55 Цинк — 25 Кадмий — 20 |
200 | – | Для сварки тонкостенных деталей из алюминия и его сплавов, токсичных |
Авиан — 2 | Банка — 40 Цинк — 25 Кадмий — 20 Алюминий — 15 |
250 | – | Для сварки тонкостенных деталей из алюминия и его сплавов, токсичных |
Удельное электрическое сопротивление оловянно-свинцового припоя (электропроводность) составляет 0,1-0,2 Ом/метр, алюминия 0,0271 и меди 0,0175. Как видите, припой проводит ток в десять раз хуже, чем медь или алюминий.
Самый распространенный припой – ПОС-61, его еще называют третником. Он отлично подходит для пайки и лужения медных, латунных и бронзовых токоведущих деталей с герметичным швом и стоит недорого. Подходит почти для всех случаев сварки в повседневной жизни.
Что такое флюс и его ключевые особенности?
Не многие новички знают, что такое флюс и как он используется в процессе пайки. Это совместная смесь. Содержит материалы, которые легко плавятся. Перед покупкой флюса необходимо обратить внимание на несколько факторов:
- рабочая температура дополнительного состава;
- тип металла для работы;
- температура, при которой начинается процесс сварки;
- наличие дополнительных поверхностей, окружающих место сварки;
- наличие антикоррозийной пленки на поверхности металла.
Существует два вида дополнительных составов, которые используются при сварке. Некоторые из них твердые и плавятся при высоких температурах. Другие мягкие и могут запускаться при низких температурах.
Предназначение
Для работы с дополнительными веществами нужно знать, для чего нужен флюс при пайке. Для соединения контактов на плате их нужно нагреть до температуры более 500 градусов. Из-за этого могут быть повреждены важные элементы приборной панели. Чтобы избежать окончательного выхода электроники из строя, применяют легкоплавкие соединения, в составе которых преобладают свинец и олово. Они плавятся при температуре до 500 градусов и помогают соединить разорванные контакты.
Для соединения легких деталей достаточно использовать легкосплавный припой, работающий при минимальных температурах. Для соединения крупных деталей необходимо использовать твердую пайку.
Применение флюса
Прежде чем использовать припой и флюс для пайки, нужно обратить внимание на некоторые особенности:
- устойчивость состава к коррозионным процессам;
- соединительный шов рабочий размер;
- прочность соединения;
- температура плавления.
Чаще всего в качестве припоя используется оловянный стержень, канифоль..
Хранение
Для простого домашнего ремонта просто купите тюбик с флюсом. Хранить его следует в плотно закрытой таре. Нельзя допускать контакта жидкого состава с влагой. Также не храните легкоплавкие соединения вблизи нагревательных приборов и открытого огня. Температура в помещении, где хранится флюс, не должна превышать 25 градусов. Составы, которые хранились в упаковках с нарушенной герметичностью, желательно выбросить и купить новый.
Виды флюсов
Все флюсы делятся на 3 большие группы:
- кислота (активная);
- Слабо активен;
- Нейтральный (неактивный или защитный).
Основное практическое отличие активных флюсов от слабоактивных и нейтральных заключается в необходимости устранения их остатков в конце процесса сварки: кислоты и агрессивные соли, входящие в состав указанных веществ, оставшиеся на поверхностях или свариваемых деталях, вызовут ускорение сварочной коррозии.
В примечании. Помимо описанной выше классификации по температуре плавления, все эти вещества делятся на две большие группы: легкоплавкие и тугоплавкие.
Легкоплавкие вещества (канифоль, ее спиртовые растворы, паяльные кислоты) применяют для пайки черных и цветных металлов оловянно-свинцовыми припоями при температуре до 500°С. Тугоплавкие вещества (бура прокаленная, раствор буры в борной кислоте, хлориды кальция и бария) применяют для сварки черных и цветных металлов медными, серебряными и медно-латунными припоями при температуре выше 5000С.
Где применяются активные флюсы
Не рекомендуется паять микросхемы активными флюсами, так как микросхема может прийти в негодность. Агрессивные кислотные флюсы применяют в основном для пайки сильно корродированных металлических изделий и проводов. Само собой разумеется, что перед сваркой деталей обязательно нужно удалить следы коррозии на металле.
Яркими представителями активных флюсов являются: флюс СФ-ОР/ЛФ-3,5, флюс СФЛ-РО/НЦ-800, паяльная кислота ЗН 85%, флюс ЛТИ 120 и другие. При использовании активного флюса после пайки его нужно смыть, можно обычной водой.
Нейтральные флюсы
Так называемые «нейтральные флюсы» не содержат в своем составе агрессивных кислот. В большинстве случаев это флюсы в виде пасты, которая наносится на заранее подготовленное место пайки: хорошо очищенное от окислов и загрязнений.
Нейтральные флюсы подходят для пайки радиодеталей на платах. При пайке микросхем нейтральным флюсом повреждение последних исключено, однако возможно замыкание контактов при неправильном использовании флюса. По этой причине все же рекомендуется после окончания работ, связанных с пайкой микросхем, смыть с плат нейтральные флюсы.
Примеры нейтральных флюсов: гель-флюс AMTECH RMA-223, флюс-паста BAKU BK-150, флюс-паста LUKEY L-2011.
Что представляет собой безотмывочный флюс
Как следует из названия, флюс без очистки не требует промывки. По этой причине безотмывочные флюсы широко используются для пайки микросхем, различных SMD-компонентов и радиодеталей. Там, где нет возможности промывки флюса, то есть в труднодоступных местах, лучше использовать неочищающие флюсы.
Этот тип флюса не повредит чипы или другие компоненты на плате, поскольку он не проводит электричество. К неочищающим флюсам относятся флюсы: BAKU RMA-225-LO, KINGBO RMA-218, AMTECH NC-559-ASM.
Флюсы могут быть жидкими, пастообразными или гелевыми. Пайка микросхем жидким флюсом опасна тем, что гель может затечь под микросхему, что выведет ее из строя. Поэтому рекомендуется паять микросхемы гелевым флюсом, который никуда не течет и очень удобно наносится на место пайки.
Канифоль
Это стеклообразное аморфное твердое вещество светло-желтого или темно-оранжевого цвета, получаемое из смолы хвойных деревьев. Он плавится при низкой температуре, выделяет мало дыма и вредных для организма человека веществ.
Канифоль применяют при пайке радиодеталей оловянно-свинцовыми легкоплавкими припоями.
Паяльные кислоты
Этот тип флюса представлен неорганическими кислотами низкой концентрации: ортофосфорной или соляной. Для повышения активности кислоты и улучшения растворения ею оксидных пленок в нее часто добавляют такую соль, как хлорид цинка. Благодаря своей текучести он очень удобен для работы в труднодоступных местах.
Интересный. Недостатком сварочных кислот является необходимость удаления их остатков после окончания сварочных работ.
Паяльные кислоты применяют для лужения деталей из коррозионностойкой стали, меди, оцинкованного железа, никеля, хрома.
Спиртовые растворы
Наиболее распространенным составом этого типа является раствор спирта и канифоли, представляющий собой 20-25% раствор канифоли в этиловом спирте. Для повышения активности и объема сварочных работ в такой раствор часто добавляют различные соли: хлорид цинка, хлорид диэтиламмония, хлорид фениламмония. Благодаря жидкому агрегатному состоянию хорошо наносится на свариваемые поверхности, не требует удаления остатков после завершения сварочных работ.
Спиртовые растворы без добавок применяют для обычной пайки легкоплавкими припоями, разновидности, содержащие различные активные соли, применяют для пайки черных и цветных металлов, а также их сплавов (медь, латунь, алюминий и др).
Основными недостатками спирто-канифольного раствора являются летучесть основного компонента — этилового спирта, его повышенное испарение при пайке, хранение в закрытой таре с негерметичностью.
Водные растворы и подручные средства
Этот перечень самодельных веществ обычно представлен водным раствором 16% фосфорной кислоты с добавлением 3,7-4,0% этилового технического спирта. Эти растворы применяются для сварки черных и цветных металлов и их сплавов.
Готовые составы
Они представляют собой готовые составы (флюсовая паста, состав марки ФПП), удобные для нанесения и часто помещаются внутрь трубчатой сварочной проволоки. Применяются, как правило, при сварке низкотемпературными легкоплавкими припоями.
Бура
Бура представляет собой высокотемпературный порошкообразный флюс, используемый для пайки деталей из стали, чугуна, бронзы и меди с использованием тугоплавких медно-цинковых или серебряных припоев.
Буру часто растворяют в борной кислоте для удобства и эффективности. Благодаря невысокой цене и широкому спектру паяльных работ, выполняемых с помощью буры, она универсальна и востребована как в радиоэлектронике, так и при пайке черных и цветных металлов.
Гелевые флюсы
Гелевые флюсы наиболее удобны и надежны. Они представляют собой смесь измельченного порошка канифоли и растворителя. Выпускаются в небольших шприцах для специальных пистолетов-дозаторов, хорошо наносятся и не требуют удаления свариваемых поверхностей. Такие вещества используются для пайки в радиоэлектронике.
Порядок применения
Флюсы могут быть твердыми (пастообразными) и жидкими и продаются в упаковках различной формы и размеров.
Итак, твердая канифоль поступает в продажу в плоских банках, снабженных плотной крышкой.
В зависимости от исходного агрегатного состояния этих соединений различают следующие способы применения:
- при твердом флюсе при пайке жало паяльника необходимо сначала погрузить в корпус реагента, после чего оно захватывает небольшое количество припоя;
- в случаях, когда готовится или используется готовая к употреблению жидкая смесь на основе канифоли, ее просто наносят на место пайки обычной щеткой с мягкой щетиной;
- при работе с пастообразным составом небольшие порции флюса наносятся на место соприкосновения с любой подходящей для этого палочкой (выдавливается из предварительно наполненного шприца до нужной дозировки).
Часто в магазинах продается канифоль, приготовленная в виде специального геля, уже помещенного в шприц определенной емкости.
Эти гелеобразные составы принято называть нейтральными реагентами, широко используемыми в радиоэлектронике для пайки миниатюрных деталей.
Самостоятельное приготовление
Приготовить рабочий флюс для пайки на основе канифоли можно самостоятельно. Для этого его достаточно растолочь и растереть в порошок, а затем полученный состав вылить в емкость и тут же залить небольшим количеством технического спирта.
Соотношение компонентов, используемых при приготовлении флюса, должно быть от трех до пяти. Тщательно размешав приготовленную смесь, оставьте ее на пару дней и не трогайте, пока канифоль полностью не растворится в спирте.
Самая подходящая емкость для стекания жидкости — обычная бутылочка из-под лака, в крышке которой уже есть встроенная кисточка. Непосредственно перед использованием рекомендуется тщательно вымыть использованную бутылку для удаления следов лака.
Очень часто специалисты используют другую разновидность активных добавок, близких к флюсам, называемую сварочной смазкой. Этот реагент часто относят к условно нейтральным составам. Они необходимы для того, чтобы несколько улучшить условия сварки металлических соединений.
Следует помнить, что перед покупкой флюса любой марки необходимо изучить инструкцию и понять, для чего именно он предназначен.
Только в этом случае можно будет сделать качественную пайку.