Флюс что такое в пайке. Марки мягких припоев и флюсов для пайки паяльником

Пайка на сегодняшний день широко используется в разных промышленных сферах, ее применяют, чтобы получить неразъемное соединение между твердыми материалами. Однако, чтобы работа была выполнена качественно, нужно иметь необходимый набор инструментов и оборудования, а также расходные материалы.

В числе таких материалов – флюс. И сегодня мы расскажем о том, что это такое и что этот предмет представляет собой.

Что такое флюс и его ключевые особенности

Итак, флюс – это такой сплав металлов, имеющий легкоплавкую структуру, который применяют для спаивания двух разных материалов. Этот сплав можно сделать и своими руками, если вы знаете особенности соединения двух разных материалов при термической их обработке.

Соединение двух материалов при помощи флюса выходит при условии, если на уровне шва будет выдержана та или иная температура. В зависимости от того, какой материал берется, температура варьируется в пределах от 50 до 500 градусов . Температура плавки припоя обязано быть намного выше температуры плавки материала, который вы обрабатываете.

Такая вещь, как флюс для пайки имеет несколько разновидностей, его нужно выбирать в зависимости от таких факторов:

металл;
температура пайки.
температура самого флюса;
параметров поверхности работы;
прочности материала;
его устойчивости к коррозии.

Есть две группы флюсов:

твердые, которые имеют высокий температурный порог;
мягкие, такие флюс имеют небольшую температуру плавки.

Тугоплавкий припой имеет температуру плавки 500 и более градусов , он создает достаточно прочный тип соединения. Но его недостаток состоит в том, что иногда высокая температура может вызвать перегрев ключевой детали конструкции и выведение ее из строя.

А температура плавки легкоплавких припоев составляет от 50 до 400 градусов . В этот вид флюсов входят такие компоненты:

свинец;
олово;
другие примеси.

Такие флюсы в основном применяются для пайки предметов радиотехники при их установке.

Также есть и сверхлегкоплавкие припои, которые используют для пайки и соединения транзисторов. Температура плавки этих флюсов может достигать 150 градусов максимум .

Чтобы запаять тонкие поверхности, следует применять мягкие флюсы, а для пайки проводов с большим диаметром нужно брать твердый припой, имеющий высокий температурный порог.

Требуемые характеристики флюса такие:

способность нормально проводить тепло и ток;
прочность конструкции;
способность к растяжке;
устойчивость к коррозии;
различия температурных показателей при плавке припоя и основных материалов.

В виде припоя используются такие материалы, как:

прутья;
ленты;
проволочные катушки;
трубочки с колофонием;
прочие флюс.

Наиболее распространенная форма – это прут из олова, диаметр сечения которого составляет 1-5 метров.

Есть также и многоканальные виды флюсов, которые имеют несколько источников поступления припоя для создания более прочных соединений. Они могут продаваться в мотках или колбах , иметь спиралевидную форму и содержаться в бобинах . Для одноразового применения лучше всего брать небольшой кусок проволоки размером со спичку.

Для пайки электросхем необходимо применять трубочные флюсы, которые содержат колофоний. Это такая смола, которая играет роль припоя. Этот присадочный материал отлично способен соединять такие виды металлов, как:

медь;
серебро;
латунь.

Особенности легкоплавких флюсов для пайки

Флюсы для пайки мягкого типа способны плавиться при температуре до 400 градусов. С их помощью шов становится прочным, мягким и эластичным.

Легкоплавкие флюсы подразделяются на такие категории:

Оптимальным вариантом припоя является олово, но в чистом виде оно практически не используется, поскольку этот материал слишком дорог сам по себе. Чаще всего применяют припои из олова со свинцом, которые дают прочные соединения.

Маркировка такого флюса содержит в себе процент содержащегося в нем олова. Также такие припои содержат сурьму в незначительном количестве и могут использоваться для неответственных видов соединений, которые не подвержены нагрузке или вибрации.

Флюс без свинца с низким содержанием олова используют для пайки контактов на небольших электрических схемах при температуре до 300 градусов.

При температуре от 60 до 145 градусов сверхлегкоплавкие флюсы способны переходить в жидкое состояние и применяться для ручной пайки деликатных деталей. Соединение при этом не слишком прочное.

А специальные припои нужны тогда, когда нужно получить совместимость характеристик с основным типом материала. Для этого берутся составы, которые не поддаются пайке, в том числе:

алюминий;
никель;
низкоуглеродистая сталь;
чугун.

Так, для пайки алюминиевых деталей нужно сделать припой, который почти целиком состоит из олова, а для лучше диффузии в него нужно добавить в незначительном количестве цинк, буру и кадмий.

Описание тугоплавких флюсов для пайки

Припой твердого типа используется с целью соединения швов, которые подвергаются разным нагрузкам, ударам, вибрациям и температурным перепадам. Эти флюсы способны плавиться при температуре от 400 градусов .

Припои твердого типа разделяются на такие категории:

медно-цинковые сплавы;
фосфорно-медные сплавы;
флюс из серебра;
чистая медь.

Стоит отметить, что сплавы из меди с цинком применяются не слишком часто, поскольку прочность шва не слишком высока, а стоимость их при этом неоправданно высокая.

Такой припой можно заменить на латунь, или же бронзово-цинковый сплав.

Сплав на основе меди с фосфором можно использовать при пайке деталей из меди, бронзы и латуни, которые не сильно подвергаются нагрузкам, также его применяют вместо более дорогостоящего серебряного припоя.

Твердые флюсы нельзя применять при пайке чугуна и низкоуглеродистой стали, поскольку при нагревании железа с медью или фосфором образовываются хрупкие элементы, которые затем разрушают шов.

Оптимальным вариантом припоя для железа является серебро, но очень дорогое. Однако с его помощью материалы соединяются достаточно прочно. Серебряный припой используется для пайки проводов, сложных плат на основе серебра.

Классификация альтернативных видов припоя

Также есть и другие альтернативные виды припоя:

флюс с повышенными антикоррозийными характеристиками на основе кислот, фосфора и растворителя. После пайки нет необходимости применять дополнительные средства для очистки;
флюсы жидкого типа на основе вазелина, золота, салициловой кислоты и этилового спирта. Они применяются для пайки электрических проводов или радиаторов, а швы при этом выходят аккуратными и чистыми;
канифоль, соединенная с воздухом . Этот флюс нейтрален и используется для электроприборов высокой точности, таких как реле, выключатели, схемы мобильников. Канифоль нужно использовать на предварительно залуженных и очищенных металлах, а чтобы качественно очистить алмазные контакты, можно взять лазер ;
бур, смешанный с канифолью . Эта смесь используется для пайки водопроводных труб из меди, она высокоактивна и не нуждается в зачистке материалов. Бура способна плавиться при температуре около 70 градусов и при этом не выделяет вредных веществ;
самодельный активированный флюс , применяемый для пайки соединений, которые часто подвержены ударам и другим нагрузкам. Чтобы его приготовить, нужно смешать анилин канифоль, ангидрид, диатиламин и салициловую кислоту;
флюс на основе канифоли со спиртом . Относится к активным, но при этом во время высоких температурных показателей удаляется не только оксид, но и сам металл. Кроме того, после пайки нужно тщательно почистить плату.

Нельзя оставлять остатки флюса, они не только имеют непривлекательный вид, но и вредны. В электрических схемах они могут вызвать короткое замыкание, если не очистить поверхность вовремя.

Чтобы осуществить пайку трубочками с колофонием, нужно сделать следующее:

очистить соединяемые поверхности от окисления и грязи тщательно;
деталь в месте шва нужно нагревать до значения, которое превышает температуру плавки флюса;
производим пайку.

Такой метод не стоит практиковать для больших поверхностей с хорошей теплопроводностью, поскольку чтобы нагреть металл в достаточной мере, мощности паяльника будет мало.

Как собрать флюс для пайки своими руками

С целью пайки радиотехнических проводов можно применять припои в виде тонких прутьев, имеющих диаметр 2 мм, которые легко делаются своими руками.

Чтобы их сделать, потребуется сосуд, на дне которого делается отверстие, а затем в него нужно будет вылить оловянно-свинцовый припой в расплавленном виде. Сосуд при этом должен располагаться над жестяным листом или же над металлической плитой. После того как прутья застынут, их можно будет разрезать на куски требуемой длины.

Такую смесь можно еще разлить в формы:

жестяные желобы;
дюралюминиевые ёмкости;
гипсовые.

Это все осуществляется следующим способом:

отвесьте на весах нужное количество свинца и олова;
расплавьте металл в металлическом тигле над газовой горелкой, перемешивая его при этом с помощью стального стержня;
снимите тонкую пленку с расплавленной поверхности при помощи стальной пластинки;
разлейте сплав по формам.

Независимо от того, какой вид флюса вы используете, протрите готовую пайку тряпочкой, предварительно смоченной в ацетоне или же ректификате. Шов очищается жесткой щеткой, которую нужно перед этим окунуть в растворитель.

На рынке можно приобрести жидкие и гелеобразные безотмывочные флюсы , которые обладают такими преимуществами:

отсутствие компонентов, провоцирующих окисление и коррозию;
флюс такого типа не проводит ток;
не нужна очистка после пайки.

Жидкий флюс такого вида нужно наносить при помощи ватной палочки или кисточки. Также можно сделать приспособления для его нанесения самостоятельно на основе обычного шприца и силиконового шланга, который и будет наполняться жидким флюсом.

Пайка – один из лучших методов соединения металлов. Она обеспечивает высокий уровень прочности, герметичности, сам процесс прост и не занимает много времени по сравнению со сваркой.

Однако пайка вреда тем, что во время нее выделяются вредные газы, поэтому нужно не забывать о защитных перчатках, очках и фартука на основе плотной ткани.

Кроме того, риск отравления можно значительно снизить за счет применения смесей от хороших производителей.

Для пайки паяльником применяется припой, а чтобы припой хорошо растекался по поверхности соединяемых пайкой деталей, используют вещество, которое называется флюс. В зависимости от металла деталей и их размеров, крепости и герметичности пайки необходимо выбирать определенную марку припоя и флюса. Информация в таблицах поможет Вам подобрать необходимый припой и флюс для пайки.

Марки мягких припоев для пайки паяльником

Основным компонентом при пайке электрическим паяльником является оловянно-свинцовый припой. Он выпускается в виде проволоки или трубки разных диаметров. Трубчатый припой внутри заполняется канифолью. Такой припой очень удобен при работе, так как не требует дополнительного брать на жало паяльника флюс.

Припой представляет собой сплав легкоплавких металлов. Как правило, в состав припоя входит олово. Можно паять и чистым оловом, но оно дорогое и поэтому в олово добавляют дешевый свинец. Олово является экологически чистым металлом и его можно применять в качестве припоя для пайки в чистом виде пищевой посуды и медицинских инструментов. Если согнуть или сжать трубочку из чистого олова, то она хрустит. Чем больше в составе припоя свинца, тем темнее поверхность припоя.

Припои маркируются буквами и цифрами. Например ПОС-61, что обозначает П – припой, О – оловянный, С – свинцовый, 61 – % содержания олова. ПОС-61 является самым распространенным, так как подходит для пайки в большинстве случаев. В народе ПОС-61 часто называют третник, так как в его составе третья часть свинца (Pb).

Припои бывают мягкие и твердые. Температура плавления мягких припоев ниже 450˚С. Твердые припои плавятся при нагреве свыше 450˚С и для пайки электрическим паяльником не используются.

Основные технические характеристики мягких припоев
для пайки электрическим паяльником

Марка припоя	Состав % от общей массы	Температура плавления ˚С	Прочность при растяжении кг/мм	Область применения
Сплав Вуда	Олово - 12,5 Свинец - 25 Висмут - 50 Кадмий - 12,5	68,5	–	Для пайки и лужения деталей, чувствительных к перегреву, для изготовления предохранителей, токсичен
Сплав д Арсе	Олово - 6,9 Свинец - 45,1 Висмут - 45,3	79	–	Для пайки и лужения деталей, чувствительных к перегреву, для изготовления предохранителей
ПОСВ-50 Сплав Розе	Олово - 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 пайки деталей из меди, латуни, константана с герметичным швом
ПОС-61 (третник)	Олово - 61 Свинец - 39	190	4,3	Для пайки и лужения токоведущих частей из меди, латуни и бронзы с герметичным швом
ПОС-61М	Олово - 61 Свинец - 37 Медь - 2	192	4,5	Для лужения и пайки тонких медных проводов и печатных проводников
ПОС-90	Олово - 90 Свинец - 10	220	4,9	Для лужения и пайки посуды для пищи и медицинских инструментов
ПОС-40	Олово - 40 Свинец - 60	238	3,8	Для лужения и пайки контактных поверхностей в радиоаппаратуре и деталей из оцинкованной стали
ПОС-30	Олово - 30 Свинец - 70	266	3,2	Для лужения и пайки деталей из меди, ее сплавов и стали
ПОС-10	Олово - 10 Свинец - 90	299	3,2	Для лужения и пайки контактных поверхностей в радиоаппаратуре
Авиа - 1	Олово - 55 Цинк - 25 Кадмий - 20	200	–
Авиа - 2	Олово - 40 Цинк - 25 Кадмий - 20 Алюминий - 15	250	–	Для пайки тонкостенных деталей из алюминия и его сплавов, токсичен

Удельное электрическое сопротивление оловянно-свинцового припоя (проводимость) составляет 0,1-0,2 Ом/метр, алюминия 0,0271, а меди 0,0175. Как видите, припой проводит ток в десять раз хуже, чем медь или алюминий.

Наиболее распространенным припоем является ПОС-61, его еще называют третник. Он отлично подходит для пайки и лужения токоведущих частей из меди, латуни и бронзы с герметичным швом и не дорогой. Подходит практически для всех случаев пайки в быту.

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.

Наименование флюса	Состав % от общего объема	Область применения флюса	Способ приготовления флюса	Удаление остатков флюса
Канифольные не активные флюсы
Канифоль светлая	Канифоль светлая - 100	Пайка меди и ее сплавов легкоплавкими припоями	Готов к использованию	Спиртом или ацетоном, кистью
Спирто - канифольный	Спирт - 80	Пайка меди и ее сплавов легкоплавкими припоями в труднодоступных местах	Растворить в этиловом спирте порошок канифоли
Глицерино - канифольный	Глицерин -14 Спирт - 80	Герметичная пайка меди и ее сплавов легкоплавкими припоями в труднодоступных местах	Растворить в этиловом спирте порошок канифоли, затем добавить глицерин
Канифольные активные флюсы
Канифольный хлористо-цинковый	Хлористый цинк - 1 Спирт - 75			Ацетоном, кистью
Канифольный хлористо-цинковый (флюс паста)	Хлористый цинк - 4 Вазелин - 80	Пайка повышенной прочности цветных и драгоценных металлов, ответственных деталей из чёрных металлов
Кислотные активные флюсы.
Хлористо-цинковый	Хлористый цинк - 25 Соляная кислота - 1 Вода - 75	Пайка деталей из чёрных и цветных металлов	Кислоту медленно вливают в посуду до ¾ ее высоты с кусочками цинка, когда перестанут выделения пузырьки водорода, флюс готов	Промывка водой или раствором питьевой соды в воде, кистью
Флюс паста. Пайка повышенной прочности цветных и драгоценных металлов, ответственных деталей из чёрных металлов	Смешать порошки канифоли и хлористого цинка с техническим вазелином
Пайка цветных и драгоценных металлов, ответственных деталей из чёрных металлов	Растворить в этиловом спирте смешанные порошки канифоли и хлористого цинка
ФИМ	Ортофосфорная кислота (плотность 1,7) - 16 Спирит этиловый - 1,6 Вода - остальное	Пайка меди, серебра, константана, платины, нержавеющей стали, черных и других металлов	Кислоту медленно вливают в посуду и затем добавляют спирт	Промывка водой, кистью

Паяльные пасты (тиноль) для пайки

Паяльная паста (тиноль) представляет собой композицию из припоя и флюса. Паста не заменима при пайке паяльником в труднодоступных местах, и при монтаже бескорпусных радиодеталей. Паста наносится лопаткой в нужном количестве на место пайки и затем прогревается электрическим паяльником. Получается красивая и качественная пайка. Особенно удобно ее применение при отсутствии опыта работы с паяльником.

Пасту можно изготовить самостоятельно. Для этого нужно выбрать марку припоя, подходящего для пайки требуемого металла. Далее напильником с крупной насечкой напилить из прутка опилок. Затем в подобранный из таблицы жидкий флюс для пайки добавлять, перемешивая опилки до получения состава пастообразного состояния. Хранить пасту нужно в герметичной упаковке. Срок хранения пасты не более полгода, так как опилки припоя со временем окисляются.

Флюсы - вещества, обеспечивающие удаление окисей спаиваемых металлов, образуемых при нагреве, а также защиту очищенных перед пайкой металлов от окисления. Флюсы способствуют также лучшему растеканию припоя при пайке.

Флюсы выбирают в зависимости от соединяемых пайкой металлов или сплавов и применяемого припоя, а также от вида монтажно-сборочных работ. Температура плавления флюса должна быть ниже температуры плавления припоя.

По действию, оказываемому на металл, флюсы разделяют на активные (кислотные), бескислотные, активированные, антикоррозийные и защитные.

Активные флюсы содержат в своем составе соляную кислоту, хлористые и фтористые металлы и т. д. Эти флюсы интенсивно растворяют оксидные пленки на поверхности металла, благодаря чему обеспечивается высокая механическая прочность соединения. Однако остаток флюса после пайки вызывает интенсивную коррозию соединения и основного металла.

При монтаже электроаппаратуры применение активных флюсов не допускается, так как с течением времени их остатки разъедают место пайки.

К бескислотным флюсам относят канифоль и флюсы, приготовляемые на ее основе с добавлением спирта, скипидара, глицерина. Канифоль при пайке играет двойную роль: очищает поверхность от окислов и защищает ее от окисления. При температуре 150° С канифоль растворяет окислы свинца, олова и меди, очищая их поверхности при пайке. Очень ценным свойством канифоли является то, что применение ее в процессе пайки не вызывает разъедания поверхности. Канифоль применяют при пайке меди, латуни и бронзы.

Активизированные флюсы готовят на основе канифоли с добавлением небольших количеств солянокислого или фосфорнокислого анилина, салициловой кислоты или солянокислого диэтиламина. Эти флюсы применяют при пайке большинства металлов и сплавов (железо, сталь, нержавеющая сталь, медь, бронза, цинк, нихром, никель, серебро), в том числе и оксидированных деталей из медных сплавов без предварительной зачистки. Активированными флюсами являются флюсы ЛТИ, в состав которых входит этиловый спирт (66 - 73%), канифоль (20 - 25%), солянокислый анилин (3 - 7%), триэтаноламин (1 - 2%). Флюс ЛТИ дает хорошие результаты при использовании оловянистых припоев ПОС-5 и ПОС-10, обеспечивая повышенную прочность спая. Для пайки меди и медных сплавов, константана, серебра, платины и ее сплавов применяют антикоррозийные флюсы. Они содержат в своем составе фосфорную кислоту с добавлением различных органических соединений и растворителей. В состав некоторых антикоррозийных флюсов входят органические кислоты. Остатки этих флюсов . Антикоррозийный флюс ВТС состоит из 63% технического вазелина, 6,3% триэтаноламина, 6,3% салициловой кислоты и этилового спирта. Остатки флюса удаляют протиркой детали спиртом или ацетоном.

Защитные флюсы предохраняют ранее очищенную поверхность металла от окисления и не оказывают химического воздействия на металл. К этой группе относятся неактивные материалы: воск, вазелин, оливковое масло, сахарная пудра и др.

Для пайки твердыми припоями углеродистых сталей, чугуна, меди, медных сплавов в основном пользуются бурой (тетраборат натрия), которая представляет собой белый кристаллический порошок. Плавится она при температуре 741° С.

Для пайки латунных деталей серебряными припоями флюсом служит смесь 50% хлористого натрия (поваренной соли) и 50% хлористого кальция. Температура плавления 605° С.

Для пайки алюминия применяют флюсы , у которых температура плавления ниже температуры плавления применяемого припоя. Эти флюсы обычно содержат 30-50% хлористого калия.

Для пайки нержавеющих сталей, твердых и жароупорных сплавов медью, медно-цинковыми и медно-никелевыми припоями применяется смесь, состоящая из 50°/о буры и 50% борной кислоты, с добавлением хлористого цинка.

Для удаления остатков флюса после пайки твердыми припоями используют горячую воду и волосяную щетку.

Флюс - это вещество, как органическое так и неорганическое, которое обеспечивает удаление окислов спаиваемых проводников, уменьшает силу поверхностного натяжения, а также улучшает равномерность растекания расплавленного припоя. Кроме своего основного назначения флюс может защитить контакт от воздействия окружающей среды, но следует заметить что данным свойством владеют не все виды флюсов.

В зависимости от потребности, флюс может быть в виде жидкости, порошка или пасты.

Производятся также паяльные пасты, содержащие частицы припоя вместе с флюсом, а все современные припои представляют из себя трубку из припоя внутри которой находится флюс-заполнитель.

По температурному режиму и интервалу активности, флюсы можно разделить на низкотемпературные (до 450 градусов) и высокотемпературные (больше 450 градусов).
Кроме того флюс может быть водным и безводным.

По химическим свойствам все флюсы можно разделить на кислотные (активные) и бескислотные. Кроме того существуют еще активированные и с антикоррозийной защитой.

Активные флюсы в основном состоят из соляной кислоты и хлористых или фтористых металлов.
В качестве активного флюса давно применяется аптечный препарат - ацетилсалициловая кислота (аспирин).
Эти флюсы очень интенсивно растворяют окисленный слой на поверхности металла, и пайка сразу становится качественной и прочной, но остаток флюса после пайки вызывает интенсивную коррозию соединения и основного металла в будущем. Поэтому рекомендуется смывать все остатки флюса которые остались на месте пайки.

При пайке радиоэлектронных элементов применение активных флюсов не допустимо, так как с течением времени их остатки все равно разъедают место пайки тонких радио элементов.

Бескислотные флюсы , в основном это канифоль и флюсы, приготовленные на ее основе с добавлением спирта, скипидара или глицерина.
В процессе пайки канифоль очищает поверхность от окислов, а также защищает ее от окисления. При температуре 150 градусов канифоль растворяет окислы свинца, олова и меди, очищая их поверхность в процессе пайки и паяное соединение становится блестящим и красивым. Но самое главное, в отличии от активных флюсов, канифольные флюсы не вызивают коррозии и разъедания метала.
С помощью канифольных флюсов паяют медь, бронзу и латунь.

Активизированные флюсы , в главном кроме того, состоят из канифоли в которую прибавляют небольшое количество солянокислого либо фосфорнокислого анилина, салициловой кислоты либо солянокислого диэтиламина.

Данные флюсы используют при пайке основной массы металлов и сплавов (железо, сталь, нержавеющая высококачественная сталь, медь, бронза, цинк, нихром, никель, серебро), даже оксидированных элементов из медных сплавов в отсутствии подготовительной зачистки.

Активированными флюсами считаются флюсы ЛТИ, в состав которых входит этиловый спирт (66 - 73%), канифоль (20 - 25%), солянокислый анилин (3 - 7%), триэтаноламин (1 - 2%). Флюс ЛТИ дает отличные итоги при применении оловянистых припоев ПОС-5 и ПОС-10, обеспечивая завышенную крепкость спаянного соединения.

Антикорозийные флюсы используют для спаивания меди и медных сплавов, константана, серебра, платины и ее сплавов. Они содержат внутри себя фосфорную кислоту с прибавлением разных органических соединений и растворителей. В состав некоторых противокоррозийных флюсов входят органические кислоты. Остатки данных флюсов не вызывают коррозии.

ВТС-флюс, к примеру, состоит из 63% тех. вазелина, 6,3% триэтаноламина, 6,3% салициловой кислоты и этилового спирта. Остатки флюса убирают протиркой детали спиртом либо ацетоном.

Защитные флюсы защищают раньше очищенную плоскость металла от окисления не оказывают хим действия на сплав. К данной группе относятся неактивные мат-лы: воск, вазелин, оливковое масло, сладкая пудра и др.

Для пайки твердым припоем углеродистых сталей и чугуна используют буру (тетраборат натрия), которая выглядит как белый кристаллический порошок.
Плавится бура при температуре - 741° С.

Для пайки латунных деталей серебряными припоями в качестве флюса применяют смесь 50% хлористого натрия (поваренной соли) и 50% хлористого кальция. Температура плавления смеси составляет - 605° С.

Для пайки алюминия можна применять флюсы которые обычно содержат 30—50% хлористого калия.

Для пайки нержавеющей стали , твердых и жароупорных сплавов, медно-цинковыми и медно-никелевыми припоями используется смесь, состоящая из 50% буры и 50% борной кислоты, с прибавлением хлористого цинка.

Активные флюсы смывают при помощи волосяной щетки либо обыкновенной зубной, применяя тёплую воду либо спирт.

Для пайки медных проводников, а часто как раз такие используются в электрике и электронике, надежным средством в виде флюса станет работать "жидкая канифоль".
Для тех кто не в курсе это сосновая смола - чистый экологический продукт.

Как самостоятельно приготовить жидкую канифоль?

1.Перебиваем кристалл канифоли в пыль с помощью толчена или завернув в ткань и постукав молотком. В больших масштабах некоторые умельцы умудряются применять советскую ручную мясорубку. Средства неважны, главное добиться однородной мелкой пыли из канифольных кристаллов.

2. Всю пыль надо залить спиртом с отношением 1:1.5 (канифоль: спирт).
Это удобно сделать пользуясь той же бутылочкой от спирта.
В аптеке можно купить спирт с салициловой кислотой, что сам по себе такой раствор может послужить флюсом, и хоть там процент салициловой кислоты очень малый но такой "спирт" будит оптимальным вариантом для усиления нужных свойств флюса.
Дальше в половинку бутылочки спирта высыпаем канифоль до тех пор пока не появится нужное отношение составляющих и смотрим чтоб примерно 1/5 бутылки осталась свободной!

3. Закрываем нашу бутылочку (или другую емкость) и ставим в емкость с теплой водой (60-80C) когда нагреется раствор начинаем интенсивно взбалтывать раствор, что бы он растворился в однородную массу. В горячей воде это получится гораздо лучше и быстрее.

В процессе радиоконструирования и ремонта электроники очень важен элемент аккуратной и качественной пайки изделий и радиодеталей. От этого фактора сильно зависит долговечность изделия и его время наработки на отказ. Решающим моментом качественной пайки является выбор подходящего припоя и флюса, способных оптимальным способом произвести соединение металлических и металлизированных частей с тем условием, чтобы на место пайки внешние факторы оказывали наименьшее влияние, как например: деформация, большие токи, токи высокой частоты, внешние окислители, температура и т.д. В то же время пайка элементов не должна быть излишне перегружена припоем, так как в данном случае могут быть образованы кольцевые трещины, элементы «холодной пайки» (когда визуально припой на месте, но контактирующая область металлов отсутствует), а так же замыкания соседних дорожек или контактов. Чрезмерное применение припоя может не только вывести аппаратуру из строя, но и усугубить процесс настройки и наладки изделия. В этой связи особое внимание необходимо уделить довольно важному аспекту в радиоэлектронике как выбор припоя и флюса, о чем пойдет ниже речь в этой статье.

Из определения известно, что процесс пайки представляет собой соединение двух металлизированных или металлических твердых поверхностей с помощью припоя, температура плавления которого значительно ниже величины разрушения (плавления) соединяемых изделий. Основной функцией припоя является хорошая диффузия с контактируемой металлической поверхностью или, выражаясь простым языком, расплавление припоя на металле (лужение). Кроме того, припой должен иметь оптимальную температурную вязкость, позволяющую ровным слоем распределиться ему по поверхности металлов. Данный фактор качественного лужения возможен только при отсутствии жировых отложений и окислов на спаиваемых поверхностях, удалением которых занимаются флюсы. Флюсы также могут служить катализаторами диффузии припоя для возможности его проникновения в верхний микронный слой металлов в предполагаемом месте пайки. За счет низкой вязкости и ее уменьшения в зависимости от повышения температуры плавление флюсов происходит при гораздо меньших температурных показателях, чем припой.

Припои и их разновидности

Припой состоит большей частью из олова с добавлением различных материалов. В структуру припоя могут входить следующие компоненты:

Олово (Sn) – представляет собой мягкий металл с температурой плавления + 231,9 С градусов. Олово растворяется в соляной и серной кислоте. Большая часть органических кислот на него не действуют. При воздействии комнатных температур олово не подвергается окислению, однако при ее снижении ниже +18 С и особенно ниже -50 С происходит разрушение кристаллической решетки металла, в результате чего олово приобретает серый оттенок.

Свинец (Pb) – очень популярный металл в изготовлении припоя за счет легкоплавкости. В чистом виде металл очень мягкий, легко обрабатываемый. У свинца окисляется только верхняя часть, контактируемая с воздухом. Металл легко растворяется в щелочи и кислотах, содержащих азот и органику.

Кадмий (Cd) – применяется для изготовления легкоплавких припоев в малых дозах совместно с оловом, висмутом или свинцом. В чистом виде – токсичен, температура его плавления + 321 С. Зачастую кадмий применяется в антикоррозийных целях.

Висмут (Bi) – один из самых легкоплавких металлов при использовании его в составе припоя с температурой плавления + 271 С. Висмут хорошо растворим в азотной кислоте, а так же в подогретом растворе серной кислоты.

Сурьма (Sb) – тугоплавкий металл с температурой плавления + 630,5 С. Не подвержен воздействию воздуха. Не окисляется. В припое дает эффект глянца. Металл токсичен.

Цинк (Zn) – хрупкий металл синевато-серого цвета с температурой плавления + 419 С. Быстро окисляется на воздухе. Используется в припоях аппаратуры, работающей во влажных условиях, за счет того, что покрывает под воздействием влаги пленкой окиси, защищающей места пайки. Цинк легко растворим в кислотах. Цинк вместе с медью применяется для твердых припоев, а так же кислотных флюсов.

Медь (Cu) – металл с самой высокой температурой плавления в изготовлении припоя + 1083 С. Не поддается воздействию воздуха, однако верхним слоем окисляется при попадании влаги. Медь применяется в тугоплавких припоях.

Припои разделяют на легкоплавкие и тугоплавкие .

Легкоплавкие припои нашли широкое применение при конструировании радиоаппаратуры и пайке радиоэлектронных компонентов, а так же при лужении дорожек радиомонтажных плат. Температура плавления легкоплавких припоев не выше + 450 С. В основу таких припоев обычно входит олово, свинец, кадмий, висмут или цинк. В радиоэлектронике большое применение получили припои с температурой плавления до + 145 С градусов. В процессе лужения обезжиренных и очищенных плат применяется сплав Розе или сплав Вуда. Температура плавления этих сплавов 70 – 95 градусов, поэтому они равномерно залуживают плату, опущенную в кипящую воду. В отечественной промышленности список легкоплавких материалов большей частью составляют припои оловянно-свинцовые или ПОС. В случае добавления в припой кадмия или висмута к окончанию добавляются буквы К или В. Цифра в окончании маркировки соответствует процентному содержанию олова в припое по отношению к свинцу (большей частью) и сурьме (в мелких количествах). Чем меньше цифра, тем припой более тугоплавкий но и более прочный. Буква Ф означает, что в состав припоя включен флюс. В последнее время из-за европейских экологических стандартов в фирменной аппаратуре применяется в основном бессвинцовый припой с относительно высокой для радиокомпонентов температурой плавления + 220 градусов. Ниже приведен список распространенных отечественных припоев:

ПОС-18 – состоит из олова (17 – 18%), сурьмы (2 – 2,5%) и свинца (79 – 81%). Применяется при низких требованиях прочности пайки, в основном для лужения металлов. Температура плавления +183 +270 градусов (начало плавления / растекаемость).

ПОС-30 – состоит из олова (29 – 30 %), сурьмы (1,5 – 2%), свинца (68 – 70%). Лужения и пайка меди, стали и их сплавов. Температура плавления +183 +250 градусов.

ПОС-50 – олово 49 – 50%, сурьма 0,8%, свинец 49 – 50%. Применяется для качественного спаивания различных металлов, в том числе и в радиоэлектронике. Плавление +183 +230 градуса.

ПОС-90 – олово 89 – 90%, сурьма 0,15%, свинец 10 – 11%. Высокопрочный припой с температурой плавки +18 + 222 градуса, применяемый в лужении деталей с последующим золочением и серебрением. Не применяется в установках с повышенной рабочей температурой.

Припои ПОС-40 и ПОС-60 в радиоэлектронике наиболее популярны. Для спаивания латуни или пластин для экранирования стоит применять ПОС-30. При поверхностном лужении дорожек на платах лучше всего использовать припои с содержанием кадмия или висмута ПОСК-50 или ПОСВ-33. Припои с флюсами и без их содержания для монтажа радиодеталей выпускаются в виде проволоки с толщиной 1 мм для пайки SMD элементов до 3 мм. для радиокомпонентов в обыкновенном корпусе. Для пайки металлов из стали или пайки крупных площадей, припои идут без флюса в трубках диаметром 5 мм. В импортной промышленности так же выпускают свинцово-оловянные шарики диаметром от 0,2 до 0,8 мм., предназначенные для пайки BGA чипов.

Тугоплавкие припои большей частью используются в промышленной пайке твердых металлов. Их температура плавления от + 450 до + 800 С. В состав таких припоев входят медь, серебро, никель или магний. Отличительной особенностью этих припоев является их прочность. Из-за высокой температуры плавления тугоплавкие припои в бытовых условиях для радиомонтажных работ не используются. Большей частью они используются для спаивания латуни, стали, меди, бронзы, чугуна и других металлов с высокой температурой плавления. Припои марки ПМЦ (припой медно-цинковый) применяется для спаивания латуни с содержанием меди (ПМЦ-42), бронзы и меди (ПМЦ-52). Данный припой выпускается в виде слитков определенных форм.

ПМЦ-42 – состоит из меди (40 – 45%), цинка (52 – 57%). Также в его состав входят сурьма, свинец, олово и железо. Его температура плавления + 830 градусов.

ПМЦ-53 – медь 49 – 53%, цинк 44 – 49%. Температура плавления +870 градусов.

В производстве припоев особое место занимают, пожалуй, самые дорогие тугоплавкие припои, основу которых составляет медь с добавлением серебра. Маркируются они как ПСР. Припои с серебром обладают высокой прочностью. Место пайки гибко и легко обрабатываемо. Температура таких припоев от +720 до +830 градусов. Высокотемпературные припои ПСР-10 и 12 используют для спаивания сплавов латуни и меди, ПСР-25 и 45 необходимы для работы с медью, бронзой и латунью. ПСР-70 – припой с максимальным содержанием серебра применяют в пайке высокочастотных элементов: волноводов, защитных контуров и т.д.

Существуют припои, применяемые для пайки алюминия на основе олова, цинка и кадмия. Главная проблема пайки алюминия заключается в его быстром окислении на воздухе, поэтому алюминий паяют в масле с использованием ультразвуковых паяльников.

Флюсы

От правильно выбранного флюса довольно сильно зависит качество пайки, ровность шва и его аккуратность. Флюс при нагреве должен образовывать тонкую растекающуюся пленку на поверхности припоя, которая усиливает сцепление припоя с металлом. Чем меньше температура плавления флюса, тем качество пайки лучше. Так же температура его плавления должна быть ниже температурных режимов плавки припоя. Промышленность сегодня изготовляет флюсы двух типов.

Химически активные флюсы, в состав которых входит, как правило, кислотосодержащие реагенты (ортофосфорная и соляная кислоты, хлористый цинк, хлористый аммоний). Данные флюсы прекрасно справляются с жирными налетами и окислами, однако, недостаточная промывка места пайки со временем приводит к «выеданию» металла и его коррозии, где остался кислотосодержащий флюс. На практике кислотосодержащие флюсы стараются в быту использовать как можно реже, особенно в радиоэлектронике, поскольку они ведут к разрушению текстолита, к тому же, при попадании на кожу человека такие флюсы вызывают ожоги, а их пары при вдыхании человеком особо токсичны. К наиболее популярным активным флюсам относится паяльная кислота, ортофосфорная кислота, хлористый цинк, бура, нашатырь, представляющий собой хлористый аммоний.

Химически пассивные флюсы помогают удалить жировые отложения, а так же в меньшей степени удаляют окислы. Примером может быть канифоль, стеарин, воск. Сами по себе это органические вещества, не вызывающие коррозии, которые служат не только важной сост авляющей при пайке радиокомпонентов, но и выполняют защитную функцию от окисления. Новомодной тенденцией стало использование флюсов ЛТИ, для пайки легкоплавкими припоями. С их помощью можно осуществлять пайку оцинкованных контактов, свинец, очищенное железо, нержавеющую сталь и т.д. В их состав входит спирт, канифоль, малая доза кислоты, триэтаноламин. Для подобной пайки применяют ЛТИ флюс совместно с паяльной пастой. Единственный их минус заключается том, что под действием температуры в месте спайки остаются темные пятна. Пары флюса вредны для человека. Исключение только составляет флюс ЛТИ-120, который не содержит нежелательных компонентов: солянокислотного анилина и метафенилениамина.

Наименования флюсов и их применение

Канифоль сосновая – самый простой, дешевый и доступный вид флюса с низким током утечки. Относится к классу химически пассивных флюсов. На рынке она доступна в свободной продаже из-за популярности. Применяется практически широком спектре радиомотажных работ. Умеренно растворяется в спирте с добавлением глицерина, благодаря чему стали популярны среди радиолюбителей спирто-канифольные флюсы.

Ортофосфорная и паяльная кислота – опасные химически активные флюсы. Применяется при паке сильно окисленных металлов, низколегированных сталей, никеля, а так же их сплавов. После пайки обязательным условием является очистка места спаивания 5% раствором соды, чтобы погасить кислотную активность и выедание металла. Паяльная кислота особо эффективна при температуре 270 – 330 градусов.

Паяльная кислота ПЭТ – оптимальная температура процесса пайки с ее применением 150 – 320 градусов. Применяется при спаивании углеродистых сталей, латуни, меди, никеля.

Паяльный жир – существует в двух видах: активный и нейтральный. Применяется для окисленных деталей, состоящих из черного или цветного металла. Активный паяльный жир в радиоконструировании не применяется. Нейтральный паяльный жир не содержит активных компонентов, поэтомуможет использоваться для пайки радиодеталей.

БУРА – необходима при высокотемпературной пайке высокоулеродитсых металлов: чугуна, меди, стали и т.д.

ТАГС – флюс на глицериновой основе для радиомонтажа. Из-за остаточного сопротивления нуждается в отмывке спиртом.

Флюсы ЗИЛ – хорошо подходят спаивания стали, латуни, меди легкоплавкими припоями на основе висмута.

Ф-38Н ПЭТ – сильно химически активный флюс. Применяется для пайки быстро окисляемых на воздухе металлов при температуре выше 300 градусов. Им паяют нихром, манганин, бронзу. Обязательное применение при его использовании средств индивидуальной защиты. Промывка щелочью так же обязательна

Активные флюсы ФИМ - пайка окисленного серебра, платины. Требует отмывки водном раствором с содержанием соды. В составе флюса фосфорная кислота.

ФКДТ и ФКТ ПЭТ – популярный неактивный флюс широкого применения для лужения проводов и медных контактов в РЭА.

ФТС – бесканифольный пассивный флюс без дыма. Предназначен для пайки радиодеталей.

Паяльная паста «Тиноль» - специальный химический флюс для пайки SMD радиодеталей термофеном паяльной станции.

Флюс-гель ТТ – флюс с индикатором химической активности красноватого оттенка для широкого спектра пайки. При воздействии температурой обесцвечивается, указывая на отсутствие активных компонентов. Не требует отмывки.

СТ-61 – паяльная паста пассивная. А – температура плавления +200 градусов, В – для компьютерных и мобильных радио запчастей, С – канифоль.

Импортные флюсы

IF 8001 Interflux – один из лучших флюсов для бессвинцовой пайки SMD компонентов, в том числе и работы с BGA чипами. Довольно дорогой. Не требует смывания.

IF 8300 BGA Interflux (30cc) – для пайки корпусов BGA. Представляет собой гель. Без вредного галогена.

IF 9007 Interflux BGA – паяльная безотмывочная паста для пайки свинцовым припоем. После работы оставляет едва заметный слой флюса с высоким удельным сопротивлением.

FMKANC32-005 – крем слабоактивированный безотмывочный. Показывает хорошие результаты при пайке BGA чипов и работе с инфракрасными паяльными станциями.

Классификация импортных флюсов

Нередко в маркировке импортных флюсов можно встретить маркировочные символы. Рассмотрим ниже их обозначение.

«R» - канифоль, которая идет либо в чистом виде, либо в виде раствора (спирто-канифоль). Химически пассивный флюс, поэтому перед применением требует ручной зачистки поверхности спаиваемых компонентов от окислов. После окончания работ требует отмывки спиртом или ацетоном.

«RMA» - флюс на основе канифоли с небольшим добавлением активаторов (органических кислот и их соединениями). При термической обработке кислотосодержащие активаторы испаряются. Для их применения необходима вытяжка. Оптимальная пайка достигается с использованием горячего воздуха.

«RA» - активированная канифоль. По заверению производителей из-за низкой активности кислот не оказывает коррозийных процессов на место пайки, поэтому не требует отмывки. Мы бы все таки рекомендовали после работы с ним использовать слабый раствор щелочи или спирт для отмывки, если речь не идет о BGA пайке!

«SRA» - кислотные флюсы активного действия для пайки нержавеющей стали, никеля. В электронике практически не используются из-за разрушающего действия кислот. После пайки таким флюсом изделие нуждается в тщательной отмывке спиртом или ацетоном.

Так же нередко к импортным флюсам к названию добавляют надпись «no clean», которая означает, что данный флюс не требует смывки. Такие флюсы нередко применяют при пайке радиокомпонентов, где очистка после пайки деталей затруднена физически. Например, при пайке BGA микросхем.