Припої та флюси

М'які припої.

Паяння м'якими припоями отримало широке поширення, особливо під час виробництва монтажних робіт. Найчастіше використовувані м'які припої містять чималу кількість олова. У табл. 1 наведені склади деяких олив'яно-олов'яних припоїв.

Таблиця 1

Під час вибору типу припоя необхідно враховувати його особливості та застосовувати залежно від призначення деталей, що спаюються. Під час паяння деталей, що не допускають перегрівання, використовуються припої, що мають низьку температуру плавлення.

Найбільше застосування знаходить припій марки ПС-40. Він застосовується під час паяння сполучних дротів, опорів, конденсаторів. Припій ПОС-30 використовують для паяння екранувальних покриттів, латунних пластинок та інших деталей. Поряд із примішуванням стандартних марок застосовується і припій ПС-60 (60% олова і 40% свинцю).

М'які припої виготовляються у формі прутків, пуступок, дроту (діаметром до 3 мм) і трубок, наповнених флюсом. Технологія зазначених припоїв без спеціальних домішок нескладно та цілком здійсненна в умовах майстерні: свинець розплавляють у графітовому або металевому тиглі та в нього невеликими частинами додають олово, вміст якого визначають залежно від марки припоя. Рідкий сплав перемішують, знімають нагар із поверхні та розплавлений припій виливають у дерев'яні або сталеві формочки. Додавання вісмута, кадмію та інших присадок не обов'язково.

Для паяння різних деталей, що не допускають чималого перегрівання, застосовуються особливо легкоплавкі припої, які отримують додаванням у олив'яно-олов'яні припої висмуту та кадмію або одного з цих металів. У табл. 2 наведені склади деяких легкоплавких приспівів.

Таблиця 2

Під час використання вісмутових і кадмійових припоїв треба враховувати, що вони мають велику крихкість і створюють менш міцний спай, ніж олив'яно-олов'яні.

Тверді припої.

Тверді припої створюють високу міцність шва. В електро-і радіомонтажних роботах вони використовуються набагато рідше, ніж м'які припої. У табл. 3 наведені склади деяких мідно-цинкових приспівів.

Таблиця 3

Залежно від вмісту цинку змінюється колір припоя. Ці припої застосовуються для паяння бронзи, латуні, сталі та інших металів, що мають високу температуру плавлення. Припій ПМЦ-42 застосовується під час паяння латуні з вмістом 60-68% міді. Припій ПМЦ-52 застосовується під час паяння міді та бронзи. Мідноцинкові припої виготовляються способом сплавлення міді та цинку в електропечах, у графітовому тиглі. У міру розплавлення міді в тигель додають цинк, після розплавлення цинку додається приблизно 0,05% фосфорної міді. Розплавлений припою розливається у формочки. Температура плавлення припоя має бути меншою за температуру плавлення припавого металу. Крім зазначених мідно-цинкових припоїв, застосовують і срібні припої. Склади останніх наведені в табл. 4.

Таблиця 4

Срібні припої мають велику міцність, спаяні ними шви добре згинаються й легко обробляються. Припої ПСР-10 і ПСР-12 застосовуються для паяння латуні, що містить не менш ніж 58% міді, припої ПСР-25 і ПСР-45 — для паяння міді, бронзи та латуні, припій ПСР-70 з найвищим вмістом срібла — для паяння хвильоводів, об'ємних контурів тощо.

Крім стандартних срібних приспівів, використовуються й інші, склади яких наведені в табл. 5.

Таблиця 5

Перший із них застосовується для паяння міді, сталі, нікелю, другий, що має високу провідність, — для паяння дротів; третій може застосовуватися для паяння міді, але не придатний для чорних металів; четвертий припій має особливу легкість, є універсальним для паяння міді, її сплавів, нікелю, сталі.

У ряді випадків як припій використовується технічно чиста мідь із температурою плавлення 1083 °C.

Припої для паяння алюмінію.

Паяння алюмінію викликає великі труднощі внаслідок його здатності легко окислюватися на повітрі. Останнім часом застосовується паяння алюмінію за допомогою ультразвукових паяльників. У табл. 6 наведені склади деяких приспівів для паяння алюмінію.

Таблиця 6

Під час паяння алюмінію як флюсів застосовують органічні речовини: каніфоль, стеарин тощо.

Останній припій (твердий) застосовується зі складним флюсом, до складу якого входить: хлористий літій (25-30%), фтористий калій (8-12%), хлористий цинк (8-15%), хлористий калій (59-43%). Температура плавлення флюсу приблизно 450 °C.

Флюси.

Від якості флюса істотно залежить гарне змочування приспіваємо місця спаяння й утворення міцних швів. За температури паяння флюс має плавитися й розтікатися рівномірним шаром, у момент же паяння він має спливати на зовнішню поверхню припоя. Температура плавлення флюса має бути кілька "віжої температури плавлення, що застосовується припою.

Хімічно активні флюси (кислотні) — це флюси, що мають переважно у своєму складі вільну соляну кислоту. Істотною вадою кислотних флюсів є інтенсивне утворення корозії паяних швів.

До хімічно активних флюсів насамперед належить соляна кислота, яка вживається для паяння сталевих деталей м'якими припоями. Кислота, що залишилася після паяння на поверхні металу, розчиняє його та викликає появу корозії. Після паяння вироби необхідно промити гарячою проточною водою. Застосування соляної кислоти під час паяння радіоапаратури забороняється, оскільки під час експлуатації можливе порушення електричних контактів у місцях паяння. Треба враховувати, що соляна кислота у разі потрапляння на тіло викликає опіки.

Хлористий цинк (травлена кислота) залежно від умов паяння застосовується як порошок або розчин. Використовується для паяння латуні, міді та сталі. Для приготування флюсу необхідно в олив'яному або скляному посуді розчинити одну вагову частину цинку в п'яти вагових частинах 50-відсоткової соляної кислоти. Ознакою утворення хлористого цинку є припинення виділення бульбашок водню. Через те, що в розчині завжди є невелика кількість вільної кислоти, у місцях паяння виникає корозія, тому після паяння місце спаю має ретельно промиватися в проточній гарячій воді. Паяння з хлористим цинком у приміщенні, де є радіоапаратура, не можна робити. Застосовувати хлористий цинк для паяння електро та радіоапаратури також не можна. Зберігати хлористий цинк необхідно в скляному посуді зі щільно закритою скляною пробкою.

Бура (водна натрієва сіль піробірної кислоти) застосовується як флюс під час паяння латунними та срібними припами. Легко розчиняється у воді. Під час нагрівання перетворюється на склоподібну масу. Температура плавлення 741 °C. Солі, що утворюються під час паяння бурою, необхідно видаляти механічною зачисткою. Порошок бури треба зберігати в герметично закритих скляних банках.

Нашатир (хлористий амоній) застосовується як порошок для очищення робочої поверхні паяльника перед лущенням.

Хімічно пасивні флюси (безскіслотні).

До безкислотних флюсів належать різні органічні речовини: каніфоль, жири, олії та гліцерин. Найбільш широко в електро- та радіомонтажних роботах застосовується каніфоль (у сухому вигляді або розчин її в спирті). Найцінніша властивість каніфолі, як флюса, полягає в тому, що її залишки після паяння не викликають корозії металів. Каніфоль не має ні відновлювальних, ні розчинних властивостей. Вона слугує виключно для запобігання місця паяння від окиснення. Для приготування спирто-во-каніфольного флюсу береться одна вагова частина толченої каніфолі, яка розчиняється в шести вагових частинах спирту. Після повного розчинення каніфолі флюс вважається готовим. Під час застосування каніфолі місця паяння мають бути ретельно очищені від оксидів. Часто для паяння з каніфоллю деталі треба попередньо облуджувати.

Стеарин не викликає корозії. Використовується для паяння з особливо м'якими припоями олив'яних оболонок кабелів, муфт та ін. Температура плавлення приблизно 50 °C.

Останнім часом широке застосування отримало група флюсів ЛТІ, що застосовуються для паяння металів м'якими припоями. За своїми антикорозійними властивостями флюси ЛТІ не поступаються безкислотним, але водночас з ними можна паяти метали, які раніше не піддавалося пайці, наприклад, деталі з гальванічними покриттями. Флюси ЛТИ можуть застосовуватися також для паяння заліза та його сплавів (включно з неіржавкою сталлю), міді та її сплавів і металів із високим придільним опором (див. табл. 7).

Таблиця 7

Під час паяння з флюсом ЛТі досить очистити місце паяння тільки від олій, іржі та інших забруднень. Під час паяння оцинкованих деталей видаляти цинк із місця паяння не треба. Перед паянням деталей із окаленою остання має бути видалена травленням у кислотах. Попереднє травлення латуні не потрібне. Флюс наноситься на місце спаю за допомогою пензлика, що можна зробити завчасно. Зберігати флюс треба у скляному чи керамічному посуді. Під час паяння деталей складного профілю можна застосовувати паяльну пасту з додаванням флюсу ЛТІ-120. Вона складається з 70-80 г вазеліну, 20-25 г каніфолі та 50-70 млг флюса ЛТІ-120.

Але флюси ЛТИ-1 і ЛТИ-115 мають один великий недолік: після паяння залишаються темні плями, а також під час роботи з ними необхідна інтенсивна вентиляція. Флюс ЛТИ-120 не залишає темних плям після паяння та не вимагає інтенсивної вентиляції, тому застосування його набагато ширше. Зазвичай залишки флюсу після паяння можна не видаляти. Але якщо виріб експлуатуватиметься у важких корозійних умовах, то після паяння залишки флюсу видаляються за допомогою кінців, змочених спиртом або ацетоном. Виготовлення флюсу технологічно нескладно: у чистий дерев'яний або скляний посуд заливається спирт, насипається подрібнена каніфоль до отримання однорідного розчину, потім вводиться триетаноламін, а потім активні домішки. Після завантаження всіх компонентів суміш перемішується впродовж 20-25 хвилин. Виготовлений флюс необхідно перевірити на нейтральну реакцію з лакмусом або метилоранжем. Термін зберігання флюсу не більш ніж 6 місяців.