У багатьох галузях промисловості і в побутових умовах для з'єднання металевих деталей і для ремонту будь-якої апаратури застосовується пайка. Для того щоб робота була якісною, необхідний спеціальний інструмент і витратні матеріали у вигляді припою і флюсу. І якщо з інструментами і припоєм все відносно зрозуміло, то про флюсі мало хто знає. Тому перед процесом пайки необхідно розібратися - що таке флюс і навіщо він потрібен?
Флюси - визначення, призначення
Флюсами є хімічні активні речовини, за допомогою яких паяемие поверхні очищаються від жирових забруднень і оксидних плівок. На оброблених флюсом деталях знижується поверхневий натяг, внаслідок чого поліпшується розтікання припою. Крім цього, це хімічна речовина здатне захистити місця з'єднання від впливу зовнішнього середовища.
Без обробки флюсом припій може не прикріпитися до поверхні оброблюваних деталей. Тому матеріал слід вибирати ретельно, керуючись такими вимогами:
- Флюс повинен мати температуру плавлення менше, ніж у припою.
- Він не повинен хімічно взаємодіяти з припоєм. Тобто при розплавленні двох цих матеріалів повинні утворюватися два незмішуваних шару.
- У газоподібному стані матеріал повинен сприяти розтіканню припою.
- У рідкому стані він повинен добре розтікатися, змочуючи сполучаються вироби і затікаючи між ними.
- Матеріал повинен руйнувати і видаляти з поверхонь утворюються на них неметалеві плівки.
- Він повинен бути мінімально активним або хімічно інертним по відношенню до паяемим сплавів і металів.
Якими бувають флюси для пайки
Найчастіше матеріал для пайки готують з 10 грам хлориду амонію і 30 грам хлориду цинку, розчиняючи їх у 60 мілілітрах води.
Також використовується «паяльна кислота» або «паяльна рідина». Їх можна приготувати з консервованої соляної кислоти і металевого цинку:
кислоту налити в порцелянову або скляний посуд і порціями додати цинк;- в результаті розчинення цинку в кислоті повинен почати виділятися кисень і утворитися хлорид цинку;
- після того як виділення кисню сповільниться, ємність слід поставити в теплу воду;
- після закінчення реакції рідина зливається і залишається тільки не розчиняється цинк, до якого потрібно додати нашатир (2 грами амонію на 3 грами металевого цинку).
Рідина можна не зливати, а випарити насухо. Потім безпосередньо перед пайкою отримана суміш розчиняється в воді (1: 2).
Однак приготовані таким чином флюси підходять не для всіх металів. За ступенем ефективності вони поділяються на три групи:
-
Захисні або некоррозіние матеріали через свою слабку активність не здатні очистити поверхню більшості металів від корозійної плівки. Головним чином вони використовуються для з'єднання міді, її сплавів і покритих кадмієм, оловом або сріблом сталевих виробів. При цьому припої повинні бути тільки легкоплавкими. До захисних флюсів відноситься каніфоль і її різні розчини, вазелін, стеарин, віск, деревні смоли.
-
Слабокоррозійние речовини в порівнянні з некоррозійнимі активніші. Найчастіше це розчинені в спирті, воді або похідних органічних кислотах мінеральні масла, тваринні жири, органічні кислоти (щавлева, бензолова, стеаринова, олеїнова, лимонна, молочна і т. Д.). Для того щоб послабити корозійну дію таких речовин, до них додається каніфоль або інші речовини, які не викликають корозії. Застосовуються слабокоррозійние речовини при пайку тільки з легкоплавкими припоями, так як вони легко розкладаються, згоряють і випаровуються.
-
Корозійні флюси для пайки складаються з фторидів і хлоридів металу, неорганічних кислот. Вони здатні руйнувати будь-які стійкі плівки кольорових і чорних металів, тому ефективні при пайку будь-яким способом. Застосовуються корозійні матеріали у вигляді водних розчинів в пастообразном і твердому стані.
Флюси для різних металів
Матеріали для пайки алюмінію
З'єднати алюмінієві вироби за допомогою пайки в звичайних умовах вдається насилу, так як оксидна плівка на його поверхні утворюється миттєво. Тому розплавленої каніфоллю його слід заливати відразу після зачистки.
Для пайки алюмінію необхідний потужний паяльник, а також спеціальний припій і флюс.
У більшості випадків з'єднання алюмінієвих деталей проводиться олов'яно-свинцевими і багатокомпонентними припоями, до складу яких входить вісмут, кадмій, цинк та інші матеріали. Застосовуватися вони можуть і до сплавів алюмінію. Такі припої сприяють долговечному і відмінному з'єднанню алюмінієвих виробів.
Для пайки алюмінію найчастіше вибирається концентрована ортофосфорна кислота або «бінарний» флюс. Безотмивочний матеріал на деталь необхідно наносити тонким шаром до тих пір, поки поверхня не побіліє.
Також використовувати можна активний безотмивочний флюс, після застосування якого промивка поверхонь не потрібно. З його допомогою можна проводити пайку міді та нержавіючої сталі.
Чим очистити нержавіючу сталь
Для нержавійки в більшості випадків застосовується ортофосфорна кислота. Ця речовина неорганічного походження середньої сили є гігроскопічні безбарвні кристали. Доведена до 213с, вона перетворюється в пірофосфорна кислоту.
Як правило, для нержавіючої сталі застосовується флюс у вигляді 85% водного розчину фосфорної кислоти. Однак використовувати можна і інші розчинники, наприклад, етанол.
Кислота на поверхню стали наноситься тонким шаром, очищаючи тим самим її від забруднень і іржі і утворюючи захисну від корозії плівку.
Флюс для латуні
Такий матеріал вимагає спеціального флюсу. Однак використовувати можна і універсальний, який підходить для пайки оцинкованого заліза, алюмінію, міді, корозійностійких сплавів, бронзи.
Перед вживанням спеціальний для латуні флюс необхідно збовтати. З його допомогою вийде міцне з'єднання і утворюється антикорозійне покриття.
Матеріал для обробки срібла
Для пайки срібла вибір рекомендується зупинити на спеціалізованому флюсі. Цей матеріал знешкодить зону пайки і запобіжить появу оксидної плівки. Перед його застосуванням поверхню срібних виробів треба трохи підігріти за допомогою газового пальника.
Діапазон робочої температури флюсу для срібла - 520-820С. Завдяки йому досягається відмінне міцне з'єднання срібних деталей.
Флюс для чорних металів
Для пайки чорних металів використовується хлорид цинку, який є активним флюсом. Крім нього, можна вибрати матеріали малої або середньої активності, наприклад, хлорид амонію. Подібний флюс також застосовується для емальованих металевих ванн.
Активний флюс може бути у вигляді розчину, порошку або пасти. Найбільш затребувана паяльна паста. Гідна альтернатива їй - трубка припою, яка має в своєму складі флюс-наповнювач.
Флюси для обробки мікросхем
Раніше для пайки плат та інших різних деталей використовувалася тільки каніфоль, яка відноситься до активних флюсів. Однак спиртової каніфольного розчин для ремонту мікросхем застосовувати не рекомендується, так як він має кілька суттєвих недоліків:
- При високих температурах каніфоль видаляє не тільки окис металу, але і сам метал.
- Великою проблемою стає очищення пайки після застосування каніфолі. Її залишки змиваються тільки розчинниками або спиртом. Залишати ж надлишки флюсу на платі можна, так як можливі викликані забрудненнями різні замикання.
Але вихід для радіоаматорів є. Сучасні ринки матеріалів пропонують великий вибір різних флюсів, за допомогою яких забезпечується висока якість пайки, не руйнується жало паяльника і які легко змиваються водою. Продаються такі матеріали найчастіше в зручних для їх застосування упаковках - шприцах.
У деяких випадках замість каніфолі можна використовувати її замінники:
Смолу ялини або сосни можна приготувати самому. Для цього зібрану з дерев смолу слід розтопити в жерстяній банці і розлити по невеликих коробочках. Вогонь, на якому буде топитися смола, повинен бути слабким, інакше вона може спалахнути.- Таблетку аспірину теж можна використовувати замість каніфолі. При плавленні аспірин видає неприємний запах, що є його істотним недоліком.
- Каніфольний лак продається в господарських магазинах і застосовується замість каніфолі в спирті. Крім цього, його можна використовувати для антикорозійного покриття металів.
Після використання флюсу готову пайку слід обов'язково прочистити змоченою в розчиннику жорсткої пензликом або щіточкою, а також протерти змоченою в спирті-ректифікаті ганчірочкою.
Зараз випускаються флюси, які не містять викликають корозію і окислення компонентів і не проводять електричний струм. Тому після їх застосування плату промивати необов'язково. Потрібно тільки видаляти надлишки.
Для того щоб рідкий флюс нанести на плату, можна скористатися ватною паличкою, пензликом або спеціальним зручним «флюсаплікатором». Коштує таке пристосування досить дорого, тому дешевше зробити його самому:
- одноразовий медичний шприц розрізати на дві частини;
- в гумову трубку з внутрішнім діаметром в 5-6 міліметрів вставити розрізані частини шприца;
- голку вкоротити і злегка зігнути.
«Флюсоаплікатор» готовий, тепер їм можна обробляти плату. Для цього потрібно злегка натиснути на шланг і видавити крапельку флюсу. Щоб голки не засихала, в неї потрібно вставити шматочок дроту.
Флюси у вигляді пасти або гелю наносити на деталі, що з'єднуються можна одноразовим шприцом з товстою голкою.
Розібравшись, що таке флюс, і почавши застосовувати його для припою металевих деталей, важливо робити це відповідно до технікою безпеки. Під час робіт з хімічно активними речовинами приміщення потрібно обов'язково провітрювати, а саму пайку виробляти в окулярах і захисних рукавичках.