Флюс для пайки — что это такое и для чего он нужен

Для чего нужен флюс

Основными функциями этих веществ являются следующие:

• Удаление пленок посторонних веществ, препятствующих процессу пайки;
• Улучшение смачивания спаиваемых деталей;
• Улучшение растекания припоя и его фиксации со спаиваемыми поверхностями;
• Предотвращение окисления нагретого в процессе пайки металла.

Без использования флюса процесс пайки может оказаться малоэффективным, надежность и качество выполненных работ – очень низкими.

Разновидности канифольного припоя

В настоящее время такой припой с канифолью изготавливается в нескольких вариантах. Принято различать такой присадочный материал в зависимости от содержания канифоли, толщины проволоки и ряда других особенностей. Имеется возможность выбора материала, как для домашнего использования и пайки в промышленных масштабах. Изготавливается такой припой в виде:

• В катушках. Это универсальный вариант наплавочного материала, который может использоваться как профессиональными сварщиками в мастерских и обычными домовладельцами для пайки дома. Толщина проволоки может колебаться от 0,8 до 2 миллиметров. Отметим, что пользоваться такими катушками чрезвычайно удобно. Необходимо лишь подобрать соответствующую марку припоя и толщину проволоки.
• В тубусе. Такая разновидность припоя изготавливается исключительно для домашнего использования. В таком тубусе содержится минимум материала, поэтому при необходимости больших объемов следует покупать либо сразу большое количество тубусов или же выбирать припой в катушке.
• В бухтах. Применяется большое количество материала, поэтому такое исполнение предназначено в большей степени для промышленного использования. Толщина проволоки может выполняться различной, в зависимости от конкретных потребностей покупателей. Сами бухты могут выполняться различного размера, что несколько упрощает их использование.

Физико-химические свойства используемого припоя

Классическим составом такого припой с канифолью считаются оловянно-свинцовые мягкие сплавы. Содержание олова составляет 60% и свинца 40%. Соответственно, такой состав наделяет подобный припой определенными физическими свойствами. Наличие канифоли позволяет обеспечить отличную гибкость, в результате чего перед сваркой вы сможете подобрать нужное количество такого материала и правильно его расположить в шве. Необходимо учитывать, что подобный состав имеет низкую температуру плавления, поэтому применять его для соединения тугоплавких металлов не представляется возможным. В то же время отметим, что такой припой проникает в жидком состоянии во все полости и неровности, что позволяет обеспечить прочность соединения. Но при этом проникновения такой присадки в основной материал не происходит.

Низкие показатели температуры плавления позволяют гарантировать легкость самой пайки. Свинец добавляет материалу текучесть, но при этом следует учитывать тот факт, что в свинце могут содержаться ядовитые испарения, поэтому лучше всего пайку выполнять в проветриваемом помещении. Более каких-либо дополнительных мер предосторожности соблюдать при пайке не требуется.

Виды флюсов

Все флюсы подразделяются на 3 большие группы:

• Кислотные (активные);
• Слабоактивные;
• Нейтральные (неактивные или защитные).

Резистор — что это такое и для чего нужен

Основным практическим различием активных флюсов от слабоактивных и нейтральных является необходимость удаления их остатков по завершению процесса пайки – входящие в состав таких веществ кислоты и агрессивные соли, оставаясь на спаянных поверхностях или деталях, будут причиной ускоренной коррозии.

На заметку. Помимо описанной выше классификации по температуре плавления, все данные вещества подразделяются на две большие группы: легкоплавкие и тугоплавкие.

Легкоплавкие (канифоль, ее спиртовые растворы, паяльные кислоты) вещества применяются для пайки черных и цветных металлов оловянно-свинцовыми припоями при температурах до 5000С. Тугоплавкие вещества (прокаленная бура, раствор буры в борной кислоте, хлориды кальция и бария) используются для пайки черных и цветных металлов медными, серебренными и медно-латунными припоями при температурах свыше 5000С.

Канифоль

Представляет собой твердое стекловидное аморфное вещество светло-желтого или темно-оранжевого цвета, получаемое из смолы хвойных пород. Плавится при небольшой температуре, выделяет мало дыма и вредных для человеческого организма веществ.

Применяют канифоль при пайке радиодеталей легкоплавкими оловянно-свинцовыми припоями.

Паяльные кислоты

Данный вид флюса представлен неорганическими низко концентрированными кислотами: ортофосфорной или соляной. Для увеличения активности кислоты и улучшения растворения ею оксидных пленок в нее часто добавляют такую соль, как хлористый цинк. Благодаря текучести, она хорошо подходит для работы в труднодоступных местах.

Паяльная кислота

Интересно. Недостатком паяльных кислот является необходимость удаления их остатков после завершения паечных работ.

Применяют паяльные кислоты для лужения устойчивых к коррозии сталей, меди, железа с цинковым покрытием, деталей из никеля или хрома.

Спиртовые растворы

Наиболее распространенным составом данного вида является спирто-канифольный раствор, представляющий собой 20-25 % раствор канифоли, растворенной в этиловом спирте. Для увеличения активности и спектра выполняемых паечных работ в такой раствор часто добавляют различные соли: хлорид цинка, хлорид диэтиламмония, хлорида фениламмония. Благодаря жидкому агрегатному состоянию, он хорошо наносится на спаиваемые поверхности, не требует удаления остатков после завершения паечных работ.

Не содержащие добавок спиртовые растворы используют для обычной пайки с использованием легкоплавких припоев, содержащие различные активные соли разновидности применяют при пайке черных и цветных металлов, а также их сплавов (медь, латунь, алюминий и т.д.).

Основными недостатками спирто-канифольного раствора являются летучесть основного компонента – этилового спирта, его усиленное испарение при пайке и хранении в негерметично закрытой емкости.

Водные растворы и подручные средства

Данный список самодельных веществ представлен чаще 16%-ти процентным водным раствором ортофосфорной кислоты с добавлением 3,7-4,0% этилового технического спирта. Используются такие растворы для пайки, как черных, так и цветных металлов, их сплавов.

Готовые составы

Представляют собой готовые составы (паста флюс, состав марки фпп), удобные для нанесения и часто помещаемые внутрь трубчатого припоя проволоки. Применяются, как правило, при пайке легкоплавкими низкотемпературными припоями.

Бура

Бура

Бура – высокотемпературный порошкообразный флюс, применяемый при пайке стальных, чугунных, бронзовых и медных деталей с использованием тугоплавких медно-цинковых или серебряных марок припоев.

Часто буру для удобства и увеличения эффективности растворяют в борной кислоте. Благодаря небольшой цене и широкому спектру выполняемых с помощью буры паечных работ, она является универсальной и востребованной как в радиоэлектронике, так и в пайке цветных и черных металлов.

Гелевые флюсы

Гелевые флюсы – самые удобные и надежные. Представляют собой смесь измельченного канифолевого порошка и растворителя. Выпускаются в небольших шприцах для специальных пистолетов-дозаторов, хорошо наносятся, не требуют удаления со спаиваемых поверхностей. Применяются такие вещества для паечных работ в радиоэлектронике.

Плюсы и минусы канифоли

Этот материал считается отличным диэлектриком. При его использовании готовые паяльные соединения не утрачивают свои свойства, а свойства спаивания остаются высокими. Канифоль обладает высоким уровнем устойчивости к воздействию влаги.

Особенно часто канифоль используется домашними мастерами. Это стало возможным благодаря положительным свойствам материала. Например:

• простота и доступность в использовании;
• невысокая стоимость;
• низкая температура плавки. Благодаря этому его можно использовать при невысоких температурах пайки;
• влагоустойчивость;
• длительный срок хранения;
• обладает способностью уничтожения оксидных пленок, которые образуются на поверхности плавления;
• безвредность.

Работая с канифолью, необходимо также учитывать и минусы, присущие материалу. Среди них можно выделить следующие:

• низкий уровень активности, что требует его использования во время пайки более 1 раза;
• гигроскопичность (не исключена возможность после пайки впитывания из пары влаги, способствуя развитию процесса коррозии);
• используется для спаивания соединений низкой сложности;
• хрупкость усложняет его хранение и транспортировку.

Известно несколько видов канифоли, каждый из которых предназначен для спаивания определенных материалов: живичная, экстракционная, таловая.

Применение флюса

Конденсатор — для чего нужен, устройство и принцип работы

Способ применения данных веществ определяется их агрегатным состоянием и химическим составом:

• Твердую канифоль наносят на спаиваемые поверхности жалом паяльника, на котором уже есть расплавленный припой;
• Паяльную кислоту наносят на спаиваемые детали или поверхности небольшой кисточкой, ватной палочкой или простой спичкой;
• Жидкий спирто-канифольный флюс наносится при лужении с помощью небольшого носика дозатора, установленного на емкости с раствором.
• Гелеобразные вещества наносят с помощью специальных пистолетов дозаторов, в которые вставляются картриджи.

Важно! Так как флюсы – это в своем большинстве небезопасные для здоровья человека вещества, при их нанесении следует соблюдать максимальную осторожность. Если данная субстанция для лужения попадает на кожу руки, ее следует незамедлительно смыть, при необходимости нейтрализовать соответствующими веществами.

Принципы классификации

Каждый, кто занимается пайкой, должен иметь представление о том, какие флюсы существуют. Есть несколько общеизвестных и вполне доступных веществ, например, бура или канифоль, на основе которых делают другие составы.

Вообще же, виды флюсов разнообразны, как разнообразны материалы деталей и способы пайки. Подходы к классификации отображает ГОСТ. Деление на группы происходит по нескольким признакам:

• температурному диапазону применения;
• виду растворителя (спиртом или водой растворяются флюсовые вещества);
• виду активатора (основное вещество, вызывающее защитные процессы);
• физическому состоянию (порошок, жидкость, паста, гель).

Флюсы проявляют максимальную активность в разных диапазонах температур. Одна группа рекомендована для пайки при относительно низких температурных показателях, до 450 ℃; вторая – при температурах, превышающих указанное значение.

Существует также деление флюсов по механизму действия, тесно связанному со свойствами активатора. Реакции взаимодействия с материалами деталей могут иметь химический или электрохимический характер. В некоторых ситуациях флюсы обеспечивают только защиту, в других оказывают реактивное действие.

Несмотря на разнообразные характеристики составов, требования к ним едины. Средство должно обладать строго определенной текучестью, чтобы состав покрывал рабочую площадь деталей, но не вытекал за ее пределы.

Препараты не должны вступать в неконтролируемые реакции. Флюс всегда должен иметь меньшую плотность и способность к адгезии (прилипчивость), чем масса припоя.

Флюсовые компоненты не могут подлежать выгоранию или испарению. Очень важна заключительная стадия. Нужно иметь возможность после окончания работы легко очистить место пайки от налета.

Как приготовить флюс для пайки своими руками

Разобравшись с тем, что такое флюс для пайки, стоит рассмотреть самый простой способ самостоятельного изготовления подобного вещества, используемого при пайке радиодеталей, для лужения печатных плат:

1. Несколько кусков канифоли заворачиваются в плотную ткань;
2. При помощи ударов тяжелого молотка по образовавшемуся кульку находящаяся внутри канифоль тщательно измельчается;
3. Полученную измельченную канифоль засыпают в емкость с этиловым спиртом и, помешивая, растворяют в нем полностью.

Самодельный состав

Для того чтобы ускорить растворение канифоли, емкость со спиртом помещают в небольшую кастрюльку с горячей водой. Для получения гелеобразного вещества в полученный раствор добавляют глицерин.

Российские марки

Среди отечественных продуктов заметен СКФ – флюс паяльный из спирта и канифоли. Готовый раствор можно применять сразу. Все компоненты уже перемешаны. Он удобен в применении, остаточный слой легко снимается бензином или спиртом.

На рынке много узконаправленных составов для пайки от российских производителей, обозначенных аббревиатурами: ЛТИ, ТАГС, ЗИЛ, КРС, ЛК и так далее. Они содержат высокоактивный хлористый аммоний, аммиак, амины, хлорид цинка, другие активные реагенты.

Выбирая флюс, обратите внимание на рекомендации по использованию. В смесях имеет значение каждый компонент.

Некоторые виды подходят для работы только с твердыми припоями. Есть виды, предназначенные для конкретных сплавов. Так, для пайки алюминия были разработаны специальные реактивные составы. Следует тщательно изучить этикетку, после этого выбрать флюс.

Как правильно выбрать флюс

Для того чтобы правильно выбрать флюс паяльный, необходимо учитывать следующие критерии:

• Материал спаиваемых поверхностей – если спаивают детали из латуни, черных металлов, хрома или никеля, то используют буру, борную, соляную или ортофосфорную кислоты. Если планируется паять чувствительные к перегреву радиодетали, используют легкоплавкие низкотемпературные флюсы: канифоль и ее спиртовые растворы, гели.
• Удобство нанесения – при пайке печатных плат, мелких радиодеталей используют жидкие и гелеобразные вещества,
• Безопасность для здоровья – наиболее безопасны гелевые марки флюсов. Лидерами в списке вредных и потенциально опасных веществ данного вида являются кислоты.

Готовые составы

Среди готовых к использованию составов можно выбрать флюс для свинцовой, безсвинцовой или безканифольной пайки. Производят флюсы в виде паст, которые удобно наносить на металл. Иногда флюсовые составы помещают в полую проволоку припоя.

Бура

Постоянно большим спросом пользуется многофункциональная бура. Этот флюс известен давно, пригоден для пайки чистой меди, медных сплавов, чугунной и стальной продукции.

Буру применяют в виде порошков или растворов, в чистом виде или с борной кислотой и другими добавками. Флюс имеет доступную цену, надежную репутацию на рынке продукции для пайки.

Гелевые

Среди гелевых флюсов выделяется продукция Flux-Plus. Конечно, он немало стоит, но цена компенсируется прекрасными качествами, удобством применения для пайки.

Популярны гели компании Amtech. Оригинальная продукция имеет большую стоимость. Маркировка флюсов может быть обманчивой. Подделанная продукция тоже имеет такие надписи.

Как ни странно, это единственный вид флюса, подделка которого не разочарует. Китайский продукт также обладает хорошими свойствами при пайке. В отличие от оригинала остаточный налет приходится снимать.

Чем заменить флюс для пайки

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

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

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

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

Изготовление в домашних условиях

Канифоль можно изготовить самостоятельно. Подходит смола всех хвойных деревьев, но лучше брать сосновую. Можно прогуляться по хвойному лесу, прихватив с собой емкость для смолы, скребок, ложку или нож.

Для добычи смолы годится только то дерево, которое достигло 30 см в диаметре. Известно, что взрослое дерево сосны вырабатывает не более двух литров смолы в год. Учеными было доказано что смола — это не сок, необходимый для нормальной жизнедеятельности растения, а средство для заживления его ран.

Достаточное количество смолы можно получить на лесозаготовках, где она выступает на спиленных деревьях и на пнях, или обратиться на пилораму. Смола часто появляется на свежих пиломатериалах. Смолу нужно соскрести скребком или ложкой в металлический котелок или банку.

Заполненную смолой емкость нужно поставить на огонь. Эту процедуру имеет смысл проводить на открытом воздухе так как смола при нагревании будет плавиться и кипеть, выделяя пары скипидара. Содержимое котелка нужно периодически помешивать, удаляя пену и мусор. Нагревать смолу нужно до тех пор, пока она не перестанет кипеть и не прекратится выделение паров.

После прекращения кипения в котелке останется густая прозрачная масса характерного желтого цвета, похожая на янтарь. Ее нужно разлить по формам и дать остыть. Формы лучше изготовить из картона или жесткой бумаги. Можно использовать и пластиковые емкости, но из картонной готовую канифоль проще доставать. Если в получившейся канифоли видны вкрапления мусора, то ее можно профильтровать через мелкую металлическую сетку.