Как пользоваться паяльным флюсом

Время чтения: 6 минут

Припой и флюс для пайки — незаменимые помощники для многих домашних и профессиональных мастеров. С их помощью можно добиться качественных ровных швов. Производители предлагают множество разновидностей флюсов и припоев. На рынке существует даже припой, внутри которого есть флюс! И во всем этом разнообразии трудно разобраться, если вы никогда не использовали припои и флюсы.

Мы решили облегчить вам задачу и рассказать про виды припоев и флюсов, и их применение. Вы узнаете, чем легкоплавкие припои отличаются от тугоплавких, что такое активные и пассивные флюсы, и как использовать эти материалы в своей работе.

Разновидности припоев

Припой — это металлический пруток, используемый для заполнения стыков между двумя деталями. Он плавится и смешивается с основным металлом или вовсе выступает как основной металл. Может иметь различный диаметр. Изготавливается из олова, но с добавлением других металлов. Например, свинца цинка или меди. Может быть легкоплавким или тугоплавким.

Легкоплавкие

Легкоплавкие припои чаще всего используются при выполнении мелкой работы. Например, при пайке радиоаппаратуры. Также такой припой незаменим, если необходима пайка радиоэлектронных элементов. В составе чаще всего можно встретить сочетание олова с кадмием, висмутом, свинцом или цинком.

Исходя из названия, нетрудно догадаться, что такие припои легко плавятся. Чтобы их расплавить достаточно одного небольшого паяльника. Если вам нужен припой для работы с радиоэлектроникой, то выбирайте прутки с температурой плавления до 140 градусов.

Существуют и специальные припои для лужения плат. Температура их плавления не превышает 100 градусов. За счет таких свойств лужение проходит легче и быстрее. У припоев есть свои марки но на этом мы не будем заострять внимание. Это тема для отдельной статьи.

Скажем лишь, что при пайке современной аппаратуры рекомендуется использовать припой без свинца и с температурой плавления около 200 градусов. Это связано с особенностями зарубежной техники. Она изготавливается в соответствии со строгими экологическими нормами, согласно которым свинец при пайке выделяет вредные пары.

Тугоплавкие

Тугоплавкие припои — антипод легкоплавким. Температура их плавления начинается с отметки в 400 градусов. Такие припои используются в профессиональной промышленной сварке, где необходимо заварить большие детали. В составе тугоплавких припоев можно встретить много меди, серебра, никеля или магния. Они очень прочные и толстые, поэтому их не используются в домашней пайке. Такие припои раскрывают свой потенциал при сварке тугоплавких металлов. Например, чугуна или латуни.

Припой с флюсом

Существует отдельная категория припоев — это припой с флюсом внутри. Он же припой трубчатый. Представляет собой полый пруток, в сердцевине которого содержится флюс. Пруток плавится при пайке, позволяя флюсу выделяться и выполнять защитную функцию. Яркий пример — это припой Castolin 192 FBK с флюсом и припой Brazetec Comet 3476U.

Такие припои очень удобны в работе, поскольку выполняют сразу две функции: практическую и защитную. Не нужно тратить время на нанесение флюса и его выбор. Но вы должны понимать, что такие припои не обеспечивают достаточную защиту зоны пайки. Они лишь немного улучшают качество швов. Если вам необходим безупречный результат, то лучше использовать припой и флюс отдельно друг от друга. Как два разных материала.

А вот что такое флюс и зачем он нужен, вы узнаете дальше.

Разновидности флюсов

Флюс — это вещество, наносимое на место пайки или сварки, защищающее металл от окисления и улучшающее качество шва. Флюс способен кардинально изменить качество, в том числе ровность шва и его эстетические характеристики. Поэтому к выбору флюса нужно подойти с умом.

Здесь есть четкая связь с припоем. Чем легче плавится припой, тем лучше раскрываются свойства флюса. У флюса должна быть температура плавления чуть ниже, чем у припоя. Тогда вы добьетесь качественного результата.

Производители предлагают флюсы для пайки двух разновидностей: активные и пассивные.

Химически активные

Химически активные флюсы содержат в своем составе кислотосодержащие вещества. Они, в свою очередь, способы уничтожить любой налет или признаки коррозии. В качестве кислотосодержащего может использоваться известная всем соляная кислота, хлористый цинк и др. Если не очистить место пайки от остатков флюса металл может испортиться и появится новая коррозия.

Химическая активность таких флюсов — это и достоинство, и недостаток одновременно. При неумелом использовании такие флюсы разъедают металл и текстолит, если применять их в радиоэлектронике. Не стоит забывать, что такие флюсы способны оставлять ожоги на коже, поэтому важно соблюдать технику безопасности. Зато при грамотном использовании активные флюсы удаляют любой налет и коррозию, позволяя улучшить качество работ.

Мы не рекомендуем использовать химически активные флюсы в повседневной пайке. Они требуют внимания и опыта. А при пайке радиокомпонентов лучшее вообще не использовать данный тип флюса. Поскольку с большой вероятность он будет разъедать текстолит, и вы ничего не сможете исправить.

Химически пассивные

Химически пассивные флюсы используются очень часто. У них нет таких ярко выраженных окислительных свойств, как у химически активных, поэтому с ними проще работать. Химически пассивные флюсы удаляют жировой налет и небольшие загрязнения, но не коррозию. В составе таких флюсов есть органические компоненты, поэтому их можно применять при пайке радиоэлементов.

Химически пассивные флюсы защищают зону сварки от окисления и улучшают качество работы. Впрочем, как и химически активные.

Как использовать?

Флюс и припой — это два разных по назначению материала. Припои нужны для заполнения стыка между двумя деталями. А флюсы нужны для улучшения качества швов и защиты от их окисления. Поэтому и технология применения будет разной.

Чтобы использовать припой, его нужно предварительно нагреть. Если вы занимаетесь пайкой мелких деталей, то приложите припой к месту пайки и прикоснитесь к проволоке с помощью паяльника. Припой расплавится и заполнит стык. При сварке вместо паяльника используйте газовую горелку.

Что касается припоев с флюсом внутри, то здесь все просто. Нагревайте флюс с припоем так же, как и при использовании обычного металлического припоя. С помощью паяльника или горелки. Припой будет плавиться, выделяя пары флюса.

Чтобы использовать флюсы, нужно знать, какой они консистенции. Жидкие флюсы наносят на место пайки с помощью кисточки, пастообразные тоже (или пальцами), сухие флюсы подаются на место сварки с помощью специального аппарата.

Вместо заключения

Как вы теперь знаете, припои и флюсы применяемые при пайке могут быть предназначены для различных работ. Одни подходят для мелкого ремонта, а вторые раскрывают свой потенциал при профессиональной сварке. Поэтому при выборе припоев и флюсов обращайте внимание именно на тип работ, который собираетесь проводить. Это во многом облегчит вам задачу.

Может быть, вы уже использовали припои и флюсы в практике? Расскажите о своем опыте в комментариях ниже. Желаем удачи в работе!

Пайка деталей и изделий с применением специальных реагентов, называемых флюсами, широко распространена в самых различных отраслях промышленного производства.

При этом основное назначение флюсов – обеспечить идеальное растекание припоя по поверхности паяного соединения и создать условия для его надёжной адгезии к металлическим изделиям. Иными словами, без флюса в большинстве случаев при пайке не обойтись, они нужны для соблюдения технологии.

Разновидности флюсовых составов

При рассмотрении вопроса о том, для чего нужен флюс при выполнении пайки материалов, любое дополнительное пояснение можно считать излишним.

Для полного понимания сферы применения и особенностей работы необходимо ознакомиться с известными видами используемых на практике флюсов.

В соответствие со своим основным назначением, а также по степени воздействия на соединяемые изделия все флюсовые составы для пайки подразделяются на следующие категории:

• неактивные или нейтральные флюсы, не включающие кислот и практически не проводящие электрический ток;
• активные или кислотные флюсовые реактивы, приготавливаемые на основе соляной кислоты;
• защитные (антикоррозийные) флюсы, позволяющие уберечь контактную зону пайки уже готового соединения от ржавчины и разрушения.

Каждая из этих категорий находит свою сферу применения. Есть флюсы, которые нужны преимущественно для пайки электронных схем. Производят флюсы в виде паст, гелей и жидкостей.

А известный флюс бура применяется в виде порошка, и нужен для пайки медных труб. Паяльная паста – смесь припоя и флюса – нужна для поверхностного монтажа деталей на платах.

Нейтральные вещества

К нейтральным флюсам можно отнести канифоль, использовать которую рекомендуется при пайке мелких радиотехнических компонентов и микросхем.

Этот популярный реагент нужен для того, чтобы паять разнородные по структуре детали из меди и её сплавов при сравнительно невысоких температурах нагрева места стыка (не более 450-ти градусов). Причём проведение этой операции допустимо даже при наличии на поверхности заготовок тонких оксидных плёнок.

Благодаря малой активности флюсы на основе канифоли обеспечивают защищённость изделий от коррозии и пользуются в связи с этим повышенным спросом.

При приготовлении рабочего состава в растолчённую до порошкообразного состояния канифоль добавляются спирт, глицерин или скипидар, что способствует улучшению качественных показателей смеси.

Продаются нейтральные флюс-гели, которые нужны для бессвинцовой пайки микросхем. Их удобно наносить специальным шприцем-дозатором.

Активные и антикоррозионные

Активные флюсы так же нередко изготавливаются на основе канифоли, доведённой до порошкообразного состояния. Однако в этом случае в составе приготавливаемой смеси в небольших объёмах содержатся органические соединения (кислотные или аминовые).

Благодаря этому с её помощью удаётся припаять к металлическому основанию не только медные детали, но и серебряные, никелевые и стальные изделия или заготовки.

В более сложных условиях пайки нужны активные флюсы на основе соляной кислоты с добавкой хлористого цинка, получаемого в результате простой реакции замещения.

Эта разновидность флюсовой добавки хорошо известна профессионалам: чаще всего она выпускается и продаётся под названием «паяльная кислота». Кислотные флюсы нужны для пайки алюминиевых деталей.

Сфера применения флюсов этого класса – запайка изделий из меди и серебра. Также они нужны для пайки стальных заготовок и различных сплавов.

Поскольку эти реагенты относятся к разряду химически активных составов, паяние с их применением позволяет эффективнее бороться с окисными плёнками. Такая активность обеспечивает более интенсивное взаимодействие с основным металлом, из которого изготовлены сплавляемые заготовки.

Ещё одной особенностью этих реагентов является высокая электрическая проводимость, что исключает возможность их использования в качестве изоляционного защитного покрытия.

Существуют составы на основе фосфорной и органических кислот. Зачем вообще нужны такие флюсы?

Они относятся к категории антикоррозионных и применяются для удаления с металлических поверхностей остатков и следов ржавчины, а также для защиты от возможности появления окислов после пайки (в процессе эксплуатации).

Поскольку при приготовлении этих смесей используются кислотные составляющие – они очень напоминают паяльные кислоты.

Однако в отличие от последних антикоррозийный флюс для пайки не устраняет оксидных плёнок. Он нужен доя защиты от разрушений, возможных из-за реакции окисления.

Порядок применения

Флюсы могут находиться как в твёрдом (пастообразном), так и жидком состоянии и продаваться в упаковках самой различной формы и объёма.

Так, твёрдая канифоль поступает в продажу в плоских баночках, оснащённых плотно закрывающейся крышкой.

Согласно исходному агрегатному состоянию этих составов различают следующие способы их применения:

• при твёрдом флюсе во время пайки жало паяльника сначала нужно окунуть в тело реагента, после чего им захватывают небольшое количество припоя;
• в тех случаях, когда на основе канифоли приготавливается или используется уже готовая жидкая смесь – она просто наносится на место спайки посредством обычной кисточки с мягким ворсом;
• при работе с пастообразным составом небольшие порции флюса наносятся на место контакта любой подходящей для этого палочкой (выдавливаются из шприца, заранее заправленного до нужной дозировки).

Нередко в магазинах продаётся канифоль, приготовленная в виде специального геля, уже размещённого в шприце определённой ёмкости.

Такие гелеобразные составы принято относить к нейтральным реагентам, широко применяемым в радиоэлектронике для пайки миниатюрных деталей.

Самостоятельное приготовление

Приготовить рабочий флюс для пайки на основе канифоли можно самостоятельно. Для этого достаточно раздробить и растереть её в порошок, а затем засыпать полученный состав в ёмкость и сразу же залить небольшим количеством технического спирта.

Соотношение используемых при подготовке флюса компонентов должно составлять три к пяти. После тщательного встряхивания приготавливаемой смеси следует оставить её на пару дней и не трогать до тех пор, пока канифоль окончательно не растворится в спирте.

Самой подходящей ёмкостью под жидкий флюс является обычный пузырёк из-под лака, в крышке которого уже имеется встроенная кисточка. Непосредственно перед использованием рекомендуется тщательно отмыть бывшую в употреблении бутылочку от следов лака.

Довольно часто специалистами применяется ещё одна близкая к флюсам разновидность активных добавок, называемая паяльным жиром. Этот реагент принято относить к условно нейтральным составам. Они нужны, чтобы несколько улучшить условия пайки металлических соединений.

Следует напомнить, что прежде чем покупать какую-либо марку флюса, нужно изучить инструкцию к ней, и понять, для чего конкретно она предназначается.

Только в этом случае получится сделать качественное паяльное соединение.

Все существующие металлы, а также их сплавы, можно соединять друг с другом с помощью двух различных технологических процессов. Речь идёт о сварке и пайке. Под сваркой металлов подразумевают кратковременное разогревание двух металлических поверхностей в месте контакта до предельно высоких температур. При этих температурах соединяемые поверхности подвергаются полному расплавлению. В результате происходит соединение двух металлов на уровне межатомных связей кристаллической решётки. Следствием этого процесса является монолитный сварочный шов, по прочности иногда даже превосходящий прочность самих свариваемых металлических изделий.

Что такое пайка

Пайка — совершенно другой процесс. Он никак не затрагивает внутреннюю структуру металла. Протекает исключительно на поверхности спаиваемых материалов. Никаких монолитных соединений на уровне атомов при пайке не образуется.

Для осуществления пайки необходимо наличие третьего более легкоплавкого металла, который носит название припой. С помощью припоя и происходит непосредственно процесс спаивания. В качестве припоя чаще всего применяют чистое олово либо его всевозможные сплавы. Задача любой пайки состоит в том, чтобы расплавить припой и обеспечить его хорошее растекание по поверхности спаиваемых металлов. По мере застывания припой переходит из своего жидкого расплавленного состояния в состояние твёрдое и обеспечивает надёжное соединение двух металлических изделий.

На практике всё оказывается немного по-другому. Дело в том, что все без исключения металлы имеют на своей поверхности достаточно твёрдую и химически инертную оксидную плёнку. Прочность этой плёнки различна у разных металлов. Наиболее прочная оксидная плёнка образуется на поверхности алюминия. Эта плёнка, а также всевозможные механические загрязнения, которые всегда присутствуют на поверхности любого металла, приводят к тому, что припой не хочет растекаться по металлу.

То есть, говоря профессиональным языком, лужение металла не происходит. Вместо этого припой превращается в подвижный шарик, который катается по металлической поверхности, никак не соединяясь с ней. Это говорит о том, что сила поверхностного натяжения расплавленного припоя значительно выше, чем адгезия (прилипание) этого припоя к поверхности металла. Чтобы усилить адгезию припоя и обеспечить надёжную спайку двух металлов, используют так называемые флюсы.

Кислотные флюсы

Зачем применяются флюсы? Задача любого флюса состоит в том, чтобы:

• Растворить поверхностную оксидную плёнку на металле.
• Очистить поверхность от механических загрязнений.
• Препятствовать окислению и образованию новой оксидной плёнки.
• Снижать поверхностное натяжение расплавленного припоя, способствуя тем самым его свободному растеканию по металлу.

Канифоль

Среди радиотехников самым распространённым флюсом является канифоль. По сути, это смола хвойных деревьев, из которой с помощью процесса выпаривания удалили скипидар. Она широко применяется в силу своей дешевизны, простоты хранения и химической инертности. Канифоль в качестве флюса применяют для спаивания изделий из меди, латуни, серебра, никеля. То есть, тех металлов на поверхности которых оксидная плёнка не очень прочная и достаточно легко разрушается слабым воздействием расплавленной канифоли.

А вот когда речь заходит о таких металлах, как алюминий, чугун, всевозможные стальные сплавы или железо, канифоль перестаёт работать и её применение в этих случаях оказывается крайне неэффективным. Канифоль нужно заменить и сделать флюс более агрессивным, чтобы облегчить процесс паяния.

Паяльная кислота

Именно для этих целей и были придуманы так называемые химически активные кислотные флюсы. Существует несколько разновидностей кислотных флюсов в силу того, что разные металлы образуют на своей поверхности разные по прочности оксидные соединения.

Так называемую, паяльную кислоту можно легко приобрести в специализированном магазине, стоит она недорого. Но существует небольшая проблема. Чаще всего производители не указывают точный состав химического вещества, которое они продают под названием «паяльная кислота». А ведь, как известно, для пайки разных металлов требуются кислотные флюсы разного состава. Поэтому иногда намного рациональнее будет изготовить в домашних условиях тот или иной флюс под конкретный металл, чем покупать кота в мешке.

Хлорцинковый флюс

Для пайки применяют так называемую травленую кислоту. Это один из наиболее распространённых кислотных флюсов. Это и есть та самая паяльная кислота, что чаще всего продаётся в специализированных магазинах. Этот флюс в основном применяется для пайки железа. Например, для пайки кровельного железа можно использовать чистую соляную кислоту. Обычно же это раствор цинка в соляной кислоте, иными словами — хлористый цинк.

Все необходимые реактивы для этой реакции можно свободно приобрести в магазине химреактивов, а именно: гранулированный цинк и химически чистая соляная кислота. Это и есть состав паяльной кислоты.

Пропорции следующие:

• Концентрированная HCl: 1000 мл.
• Чистый цинк: 400 гр.

Для смешивания необходимо иметь соответствующую стеклянную, фарфоровую или керамическую ёмкость.

• В ёмкость в первую очередь помещается цинк, и только затем к цинку медленно добавляется тонкой струйкой соляная кислота.
• Ни в коем случае нельзя делать наоборот, к соляной кислоте добавлять цинк. Это может привести к очень печальным последствиям, а именно к разбрызгиванию кислоты во все стороны.
• Во время химической реакции будет выделяться водород. Этот газ, соединяясь, с кислородом воздуха, образует крайне опасную газовую смесь под названием гремучий газ. Этот газ взрывается при любом удобном случае. Поэтому прежде чем начинать растворять цинк в соляной кислоте, подумайте о хорошей вентиляции. Идеально будет проводить реакцию на улице, на свежем воздухе.

Олеиновый флюс

Основой этого флюса является олеиновая кислота, которая содержится в оливковом масле или в любом жире. Для приготовления флюса используют технический олеин, который смешивают с йодидом лития.

Применяется для пайки алюминия как чистого, так и сплавов на основе алюминия. Это единственный флюс, который способен растворить крайне прочную плёнку оксида алюминия, при этом защитный флюсовый слой сохраняется до окончания процесса пайки.

Изготовить в домашних условиях олеиновый флюс невозможно. Да это и не нужно. Он свободно продаётся и стоит недорого.

Ортофосфорная кислота

Химическая формула — H3PO4. Для пайки сплавов на основе хрома или никеля флюс готовят в следующей пропорции:

• Этиловый спирт: 62%;
• Ортофосфорная кислота H3PO4: 32%;
• Канифоль: 6%.

Иногда кислота смешивается с хлористым цинком в пропорции 50 на 50, чтобы приготовить флюс для спайки изделий из железа.

Состав, состоящий из H3PO4 25% и солянокислого диэтиламина 75%, носит название активного флюса Ф-38Н, который применяется для пайки сплавов меди, а также среднеуглеродистой и слабоуглеродистой стали. Хорошо паяет чистую медь, а также железо, сталь и никельсодержащие сплавы.

На основе этой кислоты в домашних условиях можно изготовить любые флюсы для пайки практически всех видов металлов, кроме алюминия. Проблема только в том, что приобрести чистую кислоту достаточно проблематично.

Салициловая кислота

Или всем известный аспирин. Приобретается в виде таблеток в ближайшей аптеке. Стоит копейки.

Относится к так называемым неактивным флюсам, то есть после окончания пайки салициловая кислота никак не воздействует на место контакта и поэтому не требуется дополнительная обработка после окончания пайки с целью удаления остатков флюса. Более того, после застывания салициловый флюс предохраняет место пайки от коррозии.

Паять можно чистой кислотой, используя её в виде порошка или целой таблетки аспирина. Но гораздо эффективнее применять аспирин в составе многокомпонентного флюса, который носит название ВТС.

Флюс ВТС применяется для пайки медных проводников, а также изделий из серебра и платины. В состав флюса входит технический вазелин как наполнитель, спирт этиловый и ацетилсалициловая кислота.

Этим флюсом можно паять практически любые металлы, за исключением алюминия.

Единственный минус аспирина: во время пайки выделяется крайне едкий дым, который может привести к повреждению дыхательных путей при частом контакте. Поэтому хорошая вытяжка является необходимым условием для продуктивной работы с этим флюсом.

Как правильно паять

Как пользоваться паяльной кислотой? Залогом успешной пайки является не только правильно подобранный флюс, но и правильно проведённая подготовка к пайке. Для этого нужно знать следующее:

• Поверхности металлов перед пайкой необходимо зачистить от ржавчины и иных загрязнений с помощью напильника и наждачной бумаги.
• Все жидкие флюсы лучше всего наносить на поверхность с помощью специальной кисточки. В этом случае достигается и максимальная точность нанесения и равномерность распределения.
• Кислотный флюс должен покрывать спаиваемые поверхности ровным равномерным слоем, без пропусков. В противном случае не будет достигнуто равномерное распределение припоя по поверхности металла.
• Жало хорошо разогретого паяльника подхватывает небольшое количество припоя и переносит его на предварительно обработанную флюсом поверхность металла. Припой распределяется ровным слоем по всей поверхности металла. Это называется «лужение». Точно так же залуживается и вторая металлическая поверхность. После этого обе залуженные поверхности спаиваются.
• После окончания процесса пайки необходимо удалить остатки кислотного припоя. В противном случае кислота начнёт разрушать металл и возникнет очаг коррозии, который может привести к разрушению места пайки.
• Кислота нейтрализуется щёлочью. В качестве последней лучше всего использовать пищевую соду. Место пайки посыпается содой, а затем промывается водой.