для чего нужен флюс канифольный
Что такое флюс для пайки
Флюс для пайки позволяет избавиться от оксидной пленки и примесей с поверхности металлов, а также обеспечить равномерное растекание припоя. Без этого компонента невозможна пайка меди, алюминия, свинца, и других металлов.
На сегодняшнее время существуют различные виды флюсов: активные и неактивные, защитные и кислотные, для низко- и высокотемпературной пайки. Самым простым видом флюса является канифоль, которая широко применяется для пайки радиодеталей и меди.
В этой статье сайта про пайку svarkapajka.ru мы расскажем о том, что такое флюс и зачем он нужен. Какие виды флюсов для пайки металлов существуют, и в чем, собственно, их отличие друг от друга.
Что такое флюс для пайки
Итак, флюс для пайки — это вещество, (реагент) которое используется для подготовки поверхности металла перед нанесением припоя. Флюс позволяет подготовить поверхность металлов перед пайкой: удалить жиры и растворить оксидную плёнку, избавиться от инородных веществ, которые будут затруднять паяние.
В зависимости от состава, флюсы подразделяются на активные и неактивные. Активные флюсы содержат в своём составе кислоту, чаще всего соляную. Также бывают специальные кислотные флюсовые реактивы, которые используются для высокотемпературной пайки металлов.
Виды флюсов
Существующие виды флюсов можно подразделить на три больших категории:
Нейтральные или неактивные флюсы — они не содержат в своём составе кислот. Отличительной особенностью данных флюсов является невозможность проводить электричество. Ярким примером неактивного флюса является сосновая канифоль. Неактивные флюсы в основном применяются при низкотемпературной пайке деталей, обычным паяльником.
Кислотные или активные флюсы — содержат в своём составе кислоту. Активные флюсы используются для пайки алюминия, там, где нужны высокие температуры и сильная химическая реакция для удаления оксидной пленки.
Антикоррозийные или защитные флюсы — применяются для защиты готового места соединения от коррозийных процессов металла и появления ржавчины на них.
Каждый вид флюса предназначен для выполнения своих, каких-то конкретных задач. По своей консистенции флюсы бывают жидкими, в виде пасты и геля, твёрдыми, и в виде порошка, например, флюс бура.
Как применять флюс
В зависимости от консистенции, применять флюс для пайки металлов можно по-разному. Если флюс жидкий, то он наносится на подготовленную поверхность металла при помощи кисточки.
Твёрдый флюс, такой как канифоль, нужно предварительно расплавить перед нанесением на поверхность металла. Для этих целей используется разогретый паяльник, жало которого опускается во флюс для его расплавления и последующего лужения.
Как бы там ни было, но перед использованием флюса поверхность металлов перед пайкой нужно подготовить. Для этого используется наждачная бумага и ряд других материалов.
Кроме того, не стоит забывать о том, что активные флюсы с содержанием кислот обязательно нужно смывать после пайки. Поскольку в их составе находится не только кислота, но и другие, не менее вредные химические компоненты, стоит всегда при использовании флюсов защищать руки и органы дыхания от вредных паров (работать в хорошо вентилируемом помещении).
В чем разница между канифолью и флюсом?
С помощью пайки соединяют разорванные кабели, ремонтируют инструмент, надежно подключают контакты. Вопрос о том, что лучше применять – флюс или канифоль, возникает у многих людей. Для получения ответа следует изучить качества канифоли и флюса.
Особенности канифоли
Канифоль обладает высокими диэлектрическими характеристиками, при устойчивости к воздействию влаги. С парами этой смолы полученное соединение выходит надежным и прочным – испаряются оксиды на наружной поверхности металлов, и припой равномерно растекается в месте контакта.
Плюсы канифоли в таких качествах:
К недостаткам канифоли относят:
Выпускают несколько видов канифоли, каждая из которых лучше подходит для конкретных паяльных работ. Это средство для пайки выпускают в твердом, жидком или порошковом состоянии.
Жидкий состав продают во флаконах, снабженных кистью, для точечного нанесения.
Особенности флюса
Флюс предохраняет металл от взаимодействия с кислородом и последующего образования оксидов по поверхности соединения. Его применение улучшает качество соединения, с равномерностью распределения припоя. Исключается опасность окисления поверхностей, с получением надежного сцепления атомной структуры.
Этот материал не взаимодействует с соединяемыми поверхностями, что исключает образования оксидной пленки.
Отличается такими достоинствами:
Минусы – гигроскопичность и вредность испарений.
Выполняют на основе таких компонентов:
Большинство составов изготавливают в виде комбинации из перечисленных компонентов.
Материал выбирают, исходя из вида соединяемых металлов. К примеру, состав на основе ортофосфорной кислоты предпочтительнее при пайке изделий из нержавеющей стали и алюминия, а вещества с хлористым цинком подходят для черных металлов.
Чем отличается флюс от канифоли?
Важно понимать, в чем между этими веществами разница. Необходимо учитывать, что это не одно и то же. Химический состав определяет отличия в порядке использовании и свойствах этих веществ.
Канифоль – смола растительного происхождения, добываемая из деревьев хвойных пород. Флюс отличается сложным составом, формируемым из множества компонентов. При использовании канифоли или флюса, первое из этих веществ наносится на место соединения с жала паяльника, а второе – непосредственно на соединяемый металл.
В паяльных работах могут использоваться оба этих компонента. Но флюс предпочтительнее при пайке миниатюрных деталей, а канифоль лучше подойдет для лужения больших участков – при ремонте автомобильных радиаторов или заделке емкостей.
Вне зависимости от характеристик материалов, каждый из них нужен для определенных целей в процессе пайки. Поэтому выбирают состав, исходя из свойств выполняемого соединения.
Химия для пайки
Припой (олово)
Припои бывают мягкие – температура плавления до 300°C и твёрдые – выше 300 °C. Мягкими припоями являются оловянно-свинцовые сплавы.
Продается они в катушках, тюбиках или же в виде прутков. Припои продаются даже с флюсом, такие легче плавятся и канифоль для пайки радиодеталей обычно не требуется. Радиолюбители часто применяют припой марки ПОС-61.
При использовании низкотемпературных припоев необходим специальный флюс, поскольку стандартный флюс при низких температурах малоактивен.
У бессвинцовых припоев температура плавления либо выше, либо ниже чем у свинцовооловянных видов припоя. Оловянно-свинцовые припои смачиваются лучше чем бессвинцовые, паять ими удобнее. Швы при использовании бессвинцовых припоев, возникающие при длительной эксплуатации также хуже, чем у припоев, содержащих свинец.
Канифоль
Канифоль бывает еловая или сосновая, применяют для пайки радиодеталей совместно с припоем, канифоль ускоряет пайку и способствует быстрому лужению радиодеталей. Канифоль помогает припою прилипнуть к поверхности и растекается по ней блестящей пленкой. После этого деталь очень легко припаивается.
Перед началом пайки разогретый паяльник сначала «макают» в канифоль, затем жалом паяльника дотрагиваются до припоя, после чего уже прикасаются к месту спаивания деталей. Количество канифоли здесь играет немаловажную роль и жалеть ее не надо Есть и другие способы нанесения канифоли, например, поднося кусочек к месту пайки, так например лудят вывода радиоэлементов или залуживают провода, всё зависит от конкретного случая.
Флюс
Флюс предназначен для удаления окислов или жировых загрязнений с поверхности металла, улучшения растекания жидкого припоя и для смачивания места пайки.
С помощью флюса вывода радиодеталей залуживаются и паяются очень быстро. Флюсы бывают химически активными (кислотными) и пассивными (нейтральными). Активными флюсами называют те флюсы, в составе которых присутствуют вещества, способные вступать во взаимодействие с металлом, это кислоты, хлористый цинк. При использовании таких флюсов паяльные швы подвергаются коррозии, что конечно же является недостатком этих видов флюсов. Но это не означает что применять такие флюсы нельзя, можно, только после того как закончите работу, плату нужно очистить от этого флюса. Одним из таких флюсов является флюс ЛТИ-120.
Многие радиолюбители применяют нейтральный флюс СКФ, такой флюс состоит из: спирта
40% и абсолютно не вреден для печатных плат.
Такой флюс можно изготовить и самому в домашних условиях, для этого берется спирт (70-90%), можно приобрести например в аптеке, и канифоль, ее нужно измельчить. Затем наливаем спирт в небольшую емкость, например в тюбик, и туда насыпаем крошки канифоли, в процентном соотношении примерно 70% спирта и 30% канифоли, затем закрываем пробку и взбалтываем до тех пор, пока канифоль полностью не растворится.
Флюсы бывают для пайки алюминия, нержавеющей стали, латунных, медных и стальных изделий, в виде раствора или порошка. В обычных условиях алюминий с трудом поддается пайке, так как на его поверхности после очистки мгновенно снова образуется оксидная пленка. Поэтому после зачистки место будущего спая на алюминии или его сплавах немедленно заливают заранее расплавленной канифолью. Пайку ведут мощным (не менее 100 Вт) паяльником, используя припой, состоящий из 80% олова и 20% цинка или 95% олова и 5% висмута. Припой набирают на паяльник и переносят на защищенную канифолью поверхность спая. Залуженный таким образом алюминий сравнительно легко поддается спаиванию. К его луженой поверхности можно припаять, например, медные провода.
Паяльная паста
Паяльная паста представляет собой пастообразное вещество, состоит из мельчайших шариков припоя, флюса и различных добавок. Паяльные пасты бывают безотмывочные и водосмываемые, последние содержат активные вещества, частицы которых могут стать причиной коррозии, если не удалить их с поверхности печатной платы.
Паяльная паста в основном применяется для поверхностного монтажа, для чип (SMD) радиодеталей и особенно удобны для пайки в труднодоступных местах. Пайка радиодеталей такой пастой осуществляется с помощью паяльной (фен) или ИК станции. Если вкратце, то технология следующая, сначала наносят капли пасты на места будущего спая, располагают радиодетали и нагревают.
Последовательность действий при пайке следующая:
1. Сначала поверхность платы нужно очистить, обезжирить и высушить. Для ускорения сушки можно воспользоваться феном.
2. Печатную плату необходимо надежно зафиксировать в горизонтальном положении, чтобы компоненты не слетели.
3. Паяльную пасту нужно наносить на печатную плату в местах будущей спайки, добиться чтобы вся паяемая поверхность была смочена пастой.
4. На плату устанавливаются детали: чип резисторы, конденсаторы, микросхемы и пр…
Постарайтесь добиться точного совмещения ножек микросхем и компонентов на печатной плате.
5. В идеале плату нужно подогревать еще и снизу, через пару минут фен устанавливается на температуру 150*C и несильной струей воздуха чтобы не сдуть детали, прогревается паяемая верхняя сторона платы вместе с установленными деталями. Прогрев продолжается до тех пор, пока флюс из паяльной пасты не испарится. Далее фен устанавливается на температуру около 240*C (температура плавления оловянно-свинцовой паяльной пасты около 200*C), и поверхность платы снова прогревается, при этом частицы припоя в пасте должны оплавиться и сформировать аккуратную пайку.
6. После окончания пайки плате нужно дать время остыть, затем можно ее промыть
Паяльный жир и паяльная кислота
Если металл не хочет лудиться, применяют паяльную кислоту. Преимущества кислоты в том, что она быстрее и качественнее обезжиривает детали для пайки, чем канифоль и жир паяльный.
Недостаток ее в том, что после пайки она еще долго реагирует с металлом, а также является очень неплохим проводником электрического тока, поэтому ее никогда уважающие себя электрики и электронщики не используют, им ни к чему посторонние пути прохождения тока.
Медь, бронзу, латунь можно паять канифолью или флюсом, свинец канифолью не будет паяться, нужно паять паяльным жиром. Если никель, сталь или железо то применяют паяльную кислоту, после пайки остатки кислоты нужно смыть водой. Если есть вариант выбора, то стоит выбирать все таки паяльный жир, т.к. он совмещает в себе преимущества и кислоты и жидкой канифоли (флюса).
Бура
Это высокотемпературный флюс (700-900*С), буру используют как флюс для пайки сталей, чугуна, меди и её сплавов среднеплавкими медными, латунными, золотыми и серебряными припоями. Расплавленная бура растворяет окислы металлов и очищает поверхность спаиваемых деталей. После применения буры при пайке необходимо удалять оставшиеся соли, применяя механическую зачистку.
Бура с борной кислотой при смешивании по весу один к одному образует борный флюс. Нужно перемешать составляющие, тщательно растереть в фарфоровой ступке, нагревая растворить в дистиллированной воде и выпаривать до твёрдого остатка. Для повышения активности флюса в смесь добавляют фтористые и хлористые соли.
Оксидал
Применяется для очистки жал паяльников или для пайки окисленных выводов радиодеталей. Для лучшего действия оксидала паяльник должен быть не менее 40 ватт. Продается оксидал в виде порошка, при работе с ним он выделяет неприятный запах и место около пайки покрывается «инеем». После пайки оксидалом остатки удаляются механическим путем.
Цапонлак
Цапонлак применяют для покрытия печатных дорожек с целью защиты их от внешних воздействий, например для защиты от влаги. Со временем на местах спайки радиодеталей могут появляться микротрещины, а проникновение в трещину паров воды со временем вызывает образование не проводящих тока оксидов. Цапонлак, нанесенный на точку пайки, образует прочную поверхностную упругую пленку и защищает это место от влаги.
Цапонлак бывает разных цветов: зеленого, красного, синего… Наносить его на плату лучше кисточкой или мягкой губкой. Покрывать цапонлаком (и вообще любыми ацетоносодержащими веществами) печатные платы целиком не рекомендую. Для этих целей продаются специальные бесцветные лаки.
Плата, покрытая цапонлаком:
Цапонлак удобно применять для фиксации резьбовых соединений, например чтобы не развинчивалась гайка.
Электроника
учебно-справочное пособие
Флюсы
Различают две группы флюсов:
Флюсы бывают твердыми, жидкими, в виде геля или пасты.
Химически активные флюсы
Химически активные флюсы (кислотные) — это флюсы, имеющие в большинстве случаев в своем составе свободную соляную кислоту. Существенным недостатком кислотных флюсов является интенсивное образование коррозии паяных швов.
К химически активным флюсам прежде всего относится соляная кислота, которая употребляется для пайки стальных деталей мягкими припоями. Кислота, оставшаяся после пайки на поверхности металла, растворяет его и вызывает, появление коррозии. После пайки изделия необходимо промыть горячей проточной водой. Применение соляной кислоты при пайке радиоаппаратуры запрещается, так как во время эксплуатации возможно нарушение электрических контактов в местах пайки. Следует учитывать, что соляная кислота при попадании на тело вызывает ожоги.
Хлористый цинк (травленая кислота) в зависимости от условий пайки применяется в виде порошка или раствора. Используется для пайки латуни, меди и стали. Для приготовления флюса необходимо в свинцовой или стеклянной посуде растворить одну весовую часть цинка в пяти весовых частях 50-процентной соляной кислоты. Признаком образования хлористого цинка служит прекращение выделения пузырьков водорода. Из-за того, что в растворе всегда имеется небольшое количество свободной кислоты, в местах пайки возникает коррозия, поэтому после пайки место спая должно тщательно промываться в проточной горячей воде. Пайку с хлористым цинком в помещении, где находится радиоаппаратура, производить нельзя. Применять хлористый цинк для пайки электро и радиоаппаратуры также нельзя. Хранить хлористый цинк необходимо в стеклянной посуде с плотно закрытой стеклянной пробкой.
Бура (водная натриевая соль пироборной кислоты) применяется как флюс при пайке латунными и серебряными припоями. Легко растворяется в воде. При нагревании превращается в стекловидную массу. Температура плавления 741°С. Соли, образующиеся при пайке бурой, необходимо удалять механической зачисткой. Порошок буры следует хранить в герметически закрытых стеклянных банках.
Нашатырь (хлористый аммоний) применяется в виде порошка для очистки рабочей поверхности паяльника перед лужением.
Химически пассивные флюсы (бескислотные).
Наиболее широко в электро- и радиомонтажных работах применяется канифоль (в сухом виде или раствор ее в спирте). Канифоль — продукт переработки смолы хвойных деревьев. Более светлые сорта канифоли (более тщательно очищенные) считаются лучшими. Температура размягчения канифоли от 55 до 83°С. Применяется как флюс для пайки мягкими припоями. На английском языке канифоль называется «rosin».
Самое ценное свойство канифоли, как флюса, заключается в том, что ее остатки после пайки не вызывают коррозии металлов. Канифоль не обладает ни восстанавливающими, ни растворяющими свойствами. Она служит исключительно для предохранения места пайки от окисления. Для приготовления спиртово-канифольного флюса берется одна весовая часть толченой канифоли, которая растворяется в шести весовых частях спирта. После полного растворения канифоли флюс считается готовым. При применении канифоли места пайки должны быть тщательно очищены от окислов. Часто для пайки с канифолью детали следует предварительно облуживать.
Стеарин не вызывает коррозии. Используется для пайки с особо мягкими припоями свинцовых оболочек кабелей, муфт и др. Температура плавления около 50°С.
| Наименование | В весовых пропорциях | ||
|---|---|---|---|
| ЛТИ-1 | ЛТИ-115 | ЛТИ-120 | |
| Спирт-сырец или ректификат | 67-73 | 63-74 | 63-74 |
| Канифоль | 20-25 | 20-25 | 20-25 |
| Солянокислый анилин | 3-7 | — | — |
| Метафенилендиамин | — | 3-5 | — |
| Диэтиламин солянокислый | — | — | 3-5 |
| Триэтаноламин | 1-2 | 1-2 | 1-2 |
При пайке с флюсом ЛТИ достаточно произвести очистку мест пайки только от масел, ржавчины и других загрязнений. При пайке оцинкованных деталей удалять цинк с места пайки не следует. Перед пайкой деталей с окалиной последняя должна быть удалена травлением в кислотах. Предварительное травление латуни не требуется. Флюс наносится на место спая с помощью кисточки, что можно сделать заблаговременно. Хранить флюс следует в стеклянной или керамической посуде. При пайке деталей сложного профиля можно применять паяльную пасту с добавлением флюса ЛТИ-120. Она состоит из 70—80 г вазелина, 20—25 г канифоли и 50—70 млг флюса ЛТИ-120.
Но флюсы ЛТИ-1 и ЛТИ-115 имеют один большой недостаток: после пайки остаются темные пятна, а также при работе с ними необходима интенсивная вентиляция. Флюс ЛТИ-120 не оставляет темных пятен после пайки и не требует интенсивной вентиляции, поэтому применение его значительно шире. Обычно остатки флюса после пайки можно не удалять. Но если изделие будет эксплуатироваться в тяжелых коррозийных условиях, то после пайки остатки флюса удаляются при помощи концов, смоченных спиртом или ацетоном. Изготовление флюса технологически несложно: в чистую деревянную или стеклянную посуду заливается спирт, насыпается измельченная канифоль до получения однородного раствора, затем вводится триэтаноламин, а затем активные добавки. После загрузки всех компонентов смесь перемешивается в течение 20—25 минут. Изготовленный флюс необходимо проверить на нейтральную реакцию с лакмусом или метилоранжем. Срок хранения флюса не более 6 месяцев.
| Флюс | Состав |
|---|---|
| КЭ | Канифоль 10…40%, спирт 60…90%, |
| ГК | Канифоль 6%, спирт 80%, глицерин 14% |
| ЛТИ | Канифоль 22%, спирт 70%, анилин солянокислый 6%, триэтаноламин 2%, |
| ФПЭт | Смола ПН-9 или ПН-56 15…50 %, этилацетат 50…85 % |
| ФКЭт | Канифоль 10…60%, этилацетат 40-90% |
| ФКСп | Канифоль 10…60%, спирт этиловый или этилацетат 40…90% |
Один из самых распространенных и доступных флюсов для пайки плат – флюс марки КЭ.
Флюс спиртоканифольный СКФ (ФКСп) его разновидности: КЭ, ФКЭт, ФКСп. Применяется для пайки на платах элементов радиомонтажа при температурах 250-280°C.
Флюс ЛТИ-120 предназначен не только для пайки плат, но и углеродистых сталей, цинка припоями при температуре 200…300°C. ПН-9, ПН-56 – флюсы, в состав которых входят канифоль или полиэфирные смолы. Перечисленные флюсы подходят для пайки меди, латуни, серебра, золота их остатки не снижают электрического сопротивления оснований плат и не вызывают коррозии. Флюсы ФКСп, ФКЭт и ФПЭт также применяются для консервации плат при длительных сроках складского хранения в качестве покрытий.
Паяльная паста – это смесь флюса и маленьких гранул припоя. Паяльная паста наносится через маску на плату. Сверху устанавливаются компоненты, и плата отправляется в печь, где паяльная паста расплавляется и припой из ее состава припаивает компонент к контактной площадке.
Флюс для паяния алюминия состоит из тунгового масла, канифоли и кальцинированного хлористого цинка, взятых в соотношении 3:2:1 (по массе). Для удаления окислов на алюминии при паянии применяют мелкие стальные опилки, которые в процессе паяния сдирают образующийся окисел.
Источники
Электроника © ЦДЮТТ • Марсель Арасланов • 2019