Припои, флюсы, пайка, лужение

Выбор припоя зависит от соединяемых металлов или сплавов, от способа пайки, температурных ограничений, размеров деталей, требуемой механической прочности, коррозионной стойкости и др. Наиболее широко применяются в любительской практике легкоплавкие припои. Рекомендации по их применению, на основании которых можно выбрать припой, приведены в таблице. Буквы ПОС в марке припоя означают припой оловянно-свинцовый, цифры - содержание олова в процентах (ПОС 61, ПОС 40). Для получения специальных свойств в состав оловянно-свинцовых припоев вводят сурьму, кадмий, висмут и другие металлы. Состав некоторых таких припоев приведен в таблице.Выпускают легкоплавкие припои в виде литых чушек, прутков, проволоки, лент фольги, порошков, трубок диаметром от 1 до 5 мм, заполненных канифолью, а также в виде паст, составленных из порошка припоя и жидкого флюса.

ПрипоиПрипои

Легкоплавкие припои.

Марка Температура расплавления,°С Область применения
ПОС90 222 Пайка деталей и узлов, подвергающихся в дальнейшем гальванической обработке (серебрение, золочение)
ПОС61 190 Лужение и пайка тонких спиральных пружин в измерительных приборах и других ответственных деталей из стали, меди, латуни, бронзы, когда недопустим или нежелателен высокий нагрев в зоне пайки. Пайка тонких (диаметром 0,05-0,08 мм) обмоточных проводов, в том числе высокочастотных (литцендрата), выводов обмоток, радиоэлементов и микросхем, монтажных проводов в полихлорвиниловой изоляции, а также пайка в тех случаях, когда требуется повышенная механическая прочность и электропроводность
ПОС50 222 То же, но когда допускается более высокий нагрев, чем при ПОС 61
ПОС40 235 Лужение и пайка токопроводящих деталей неответственного назначения, наконечников, соединений проводов с лепестками, когда допускается более высокий нагрев, чем при ПОС 50 или ПОС 61
ПОСЗО 256 Лужение и пайка механических деталей неответственного назначения из меди и ее сплавов, стали и железа
ПОС 18 277 Лужение и пайка при пониженных требованиях к прочности шва, деталей неответственного назначения из меди и ее сплавов, оцинкованного железа, стали
ПОССу 4-6 265 Лужение и пайка деталей из меди и железа погружением в ванну с расплавленным припоем
ПОСК 50 145 Пайка деталей из меди и ее сплавов, не допускающих местного перегрева. Пайка полупроводниковых приборов
ПОСВ 33
ПОСК 47-17
130
180
Пайка плавких предохранителей Пайка проводов и выводов элементов к слою серебра, нанесенного на керамику методом вжигания
П200
П250
200
280
Пайка тонкостенных деталей из алюминия и его сплавов
Сплав Розе
Сплав д'Арсенраля
Сплав Вуда
92-95
79
60
Пайка, когда требуется особо низкая температура плавления припоя


 

Состав некоторых специальных легкоплавких припоев.

Марка Содержание элементов, % Температура расплавления,°С
Sn РЬ Sb Bi Cd Zn
ПОССу 4-6 3-4 90-92 5-6 -   - 265
ПОСК 50-18 49-51 29,8-33,8 0,2 - 17-19 - 222
ПОСВ 33 33,4 33,3 - 33,3 - - 130
П250 80 - - - - 20 280
П200 90 - - - - 10 200
Сплавы Розе 15,5 32 - 52,5 - - 95
25 25 - 50 - - 94
- 40 - 52 8 - 92
Сплав д'Арсенваля 9,4 45,1 - 45,5 - - 79
Сплав Вуда 12,5 25 - 50 12,5 - 60


 

Флюсы

Флюсы растворяют и удаляют оксиды и загрязнения с поверхности паяемого соединения. Кроме того, во время пайки они защищают от окисления поверхность нагреваемого металла и расплавленный припой. Все это способствует увеличению растекаемости припоя, а следовательно, улучшению качества пайки. Флюс выбирают в зависимости от свойств соединяемых пайкой металлов или сплавов и применяемого припоя, а также от способа пайки. Остатки флюса, особенно активного, и продукты его разложения нужно удалять сразу после пайки, так как они загрязняют места соединений и являются очагами коррозии. При монтаже электро- и радиоаппаратуры наиболее широко применяются канифоль и флюсы, приготовляемые на ее основе с добавлением неактивных веществ - спирта, глицерина и даже скипидара. Канифоль не гигроскопична, является хорошим диэлектриком, поэтому неудаленный остаток ее не представляет опасности для паяного соединения. Данные о флюсах, наиболее часто применяемых в любительской практике, приведены в таблицах.

Неактивные (бескислотные) флюсы

Состав, % Область применения Способ удаления остатков
Канифоль светлая Пайка , меди, латуни, бронзы легкоплавкими припоями Промывка кистью или тампоном, смоченным в спирте или ацетоне
Канифоль - 15-18; спирт этиловый - остальное (флюс спирто-канифольный) То же, и пайка в труднодоступных местах То же
Канифоль - 6; глицерин - 14; спирт этиловый или денатурированный - остальное (флюс глицерино-канифольный) То же, при повышенных требованиях к герметичности паяного соединения То же

Активные (кислотные) флюсы

Состав, % Область применения Способ удаления остатков
Хлористый цинк - 25-30; концентрированная соляная кислота - 0,6-0,7; вода - остальное Пайка деталей из черных и цветных металлов Тщательная промывка водой
Хлористый цинк (насыщенный раствор) - 3,7; вазелин технический - 85; вода дистиллированная - остальное (флюс-паста) То же, когда по роду работы удобнее пользоваться пастой То же
Хлористый цинк - 1,4; глицерин - 3; спирт этиловый - 40; вода дистиллированная - остальное Пайка никеля, платины и ее сплавов То же
Канифоль - 24; хлористый цинк - 1; спирт этиловый - остальное Пайка цветных и драгоценных металлов (в том числе золота), ответственных деталей из черных металлов Промывка ацетоном
Канифоль - 16; хлористый цинк - 4; вазелин технический - 80 (флюс-паста) То же, для получения соединений повышенной прочности, но только деталей простой конфигурации, не затрудняющей промывки То же

 

Пайка алюминия припоями ПОС

Затруднительна, но все же возможна, если оловянно-свинцовый припой содержит не менее 50 % олова (ПОС 50, ПОС 61, ПОС 90). В качестве флюса применяют минеральное масло. Лучшие результаты получаются при использовании щелочного масла (для чистки оружия после стрельбы). Удовлетворительное качество пайки обеспечивает минеральное масло для швейных машин и точных механизмов.На место пайки наносят флюс и поверхность алюминия под слоем масла зачищают скребком или лезвием ножа, чтобы удалить имеющуюся всегда на поверхности алюминия оксидную пленку. Паяют хорошо нагретым паяльником. Для пайки тонкого алюминия достаточна мощность паяльника 50 Вт, для алюминия толщиной 1 мм и более желательна мощность 90 Вт. При пайке алюминия толщиной более 2 мм место пайки нужно предварительно прогреть паяльником и только после этого наносить флюс.

Пайка алюминия припоями П200 и П250

Коррозионная стойкость паяльных швов, выполненных этими припоями, несколько ниже, чем выполненных оловянно-свинцовыми припоями. Флюс представляет собой смесь олеиновой кислоты и йодида лития. Йодид лития (2-3 г) помещают в пробирку или колбу и добавляют 20 мл (около 20 г) олеиновой кислоты (в состав флюса может входить от 5 до 17 % йодида лития.) Смесь слегка подогревают, опустив пробирку в горячую воду, и перемешивают до полного растворения соли. Готовый флюс сливают в чистую стеклянную посуду и охлаждают. Если используется водная соль лития, то при ее растворении на дно пробирки опускается слой водной смеси, а флюс всплывает и его осторожно сливают. Перед пайкой жало хорошо прогретого паяльника (температура жала должна быть около 270-350 °С) зачищают и лудят припоем, пользуясь чистой канифолью. Соединяемые поверхности деталей смачивают флюсом, лудят и паяют. После охлаждения остатки флюса удаляют тампоном из ткани, смоченным в спирте, ацетоне или бензине, и покрывают шов защитным лаком. Флюс в процессе пайки не выделяет токсичных .и ..обладающих резким запахом веществ. С ткани и кожи рук он легко смывается водой с мылом.

Пайка нихрома (нихром с нихромом, нихром с медью и ее сплавами, нихром со сталью)

Может быть осуществлена припоем ПОС 61, ПОС 50 (хуже -, ПОС 40) с применением флюса следующего состава (в граммах): вазелин - 100, хлористый цинк в порошке -. 7, глицерин - 5. Флюс приготовляют в фарфоровой ступке, в которую кладут вазелин, а затем добавляют, хорошо перемешивая до получения однородной массы, последовательно хлористый цинк и глицерин. Соединяемые поверхности тщательно зачищают шлифовальной шкуркой и протирают ваткой, смоченной в 10%-ном спиртовом растворе хлористой меди, наносят флюс, лудят и только после этого паяют.

Пайка сталей с гальваническим покрытием

Пайка сталей с гальваническим покрытием цинком или кадмием возможна оловянно-свинцовыми припоями паяльником с применением в качестве флюса хлористого цинка (п. 10.13). Пайка с канифольными флюсами не дает качественного соединения.

Паяльная паста

При пайке в домашних условиях припой обычно набирают и наносят паяльником. Контролировать количество расплавленного припоя, переносимое паяльником, крайне затруднительно: оно зависит от температуры плавления припоя, температуры и чистоты жала и от других факторов. Не исключено при этом попадание капель расплавленного припоя на проводники, корпуса элементов, изоляцию, что приводит иногда к нежелательным последствиям. Приходится работать крайне осторожно и аккуратно, и все же бывает трудно добиться хорошего качества пайки. Облегчить пайку и улучшить ее можно с помощью паяльной пасты. Для приготовления пасты измельчают припой напильником с крупной насечкой (мелкая забивается припоем) и смешивают опилки со спирто-канифольным флюсом. Количество припоя в пасте подбирают опытным путем. Если паста получилась слишком гу-1 стой, в нее добавляют спирт. Хранить пасту нужно в плотно закрывающейся посуде. На место пайки пасту наносят нужными дозами металлической лопаточкой. Применение паяльной пасты, кроме того, - позволяет избежать перегрева малогабаритных деталей и полупроводниковых приборов.

«Паяльная лента»

Незаменима при сращивания проводников, трубок, стержней, когда нет возможности воспользоваться электрическим паяльником. Чтобы изготовить «паяльную ленту», необходимо сначала приготовить пасту из опилок припоя, канифоли и вазелина. Пасту наносят тонким ровным слоем на миткалевую ленту. Место пайки обматывают в один слой «паяльной лентой», смачивают бензином или керосином и поджигают. Предварительно соединяемые поверхности желательно залудить.

Лужение проводов в эмалевой изоляции

При зачистке выводных концов обмоточного провода ЛЭШО, ПЭЛШО, ПЭЛ и ПЭВ при помощи наждачной бумаги или лезвия нередки надрезы и обрывы тонких жил провода, Зачистка путем обжига также не всегда дает удовлетворительные результаты из-за возможного оплавлеления проводов малого сечения. Кроме того, в месте обжига провод теряет прочность и легко обрывается. Для зачистки проводов малого сечения в эмалевой изоляции можно использовать полихлорвиниловую трубку. Отрезок трубки кладут на дощечку и, прижимая провод к трубке плоскостью жала хорошо разогретого паяльника, легким усилием 2-3 раза протягивают провод. При этом одновременно происходит разрушение эмалевого покрытия и лужение провода. Применение канифоли при этом необязательно. Вместо полихлорвиниловой трубки можно воспользоваться обрезками монтажного провода или кабеля в полихлорвиниловой изоляции. Провод в эмалевой изоляции любого диаметра можно лудить с помощью аспирино-канифольной пасты. Аспирин и канифоль нужно растолочь в порошок и смешать (в массовом соотношении 2 : 1). Полученную смесь развести этиловым спиртом до пастообразного состояния. Конец провода погружают в пасту и жалом горячего паяльника с небольшим усилием проводят по проводу или перемещают провод под жалом при этом эмаль разрушается и провод лудится. Для удаления остатков ацетилсалициловой кислоты (аспирина) провод еще раз лудят, используя чистую канифоль.

Вместо припоя - клей

Часто необходимо припаивать провод к детали из металла, трудно поддающегося пайке: нержавеющей стали, хрома, никеля, сплавов алюминия и др, В таких случаях для обеспечения надежного электрического и механического контакта можно использовать следующий способ. Деталь в месте присоединения провода тщательно очищают от грязи и оксидов и обезжиривают. Луженый конец провода обмакивают в клей БФ-2 и жалом нагретого паяльника прижимают к месту соединения в течение 5-6 с. После остывания на место контакта наносят 1-2 капли эпоксидного клея и сушат до полного затвердевания.

Сварка вместо пайки

Электросварка значительно сокращает время, затрачиваемое на монтажные работы, дает соединения, выдерживающие высокотемпературный нагрев, не требует припоев, флюсов, предвари-тельного лужения, позволяет соединять проводники из металлов и сплавов, трудно поддающихся пайке, например провода электронагревательных приборов. Для сварки необходимо иметь источник постоянного или переменного тока напряжением 6-30 В, обеспечивающий ток не менее 1 А. Электродом для сварки служит графитовый стержень от использованных батарей КБС или других, заточенный под углом 30-40°. В качестве держателя электрода можно использовать щуп от ампервольтомметра с наконечником «крокодил». В местах будущей сварки предварительно зачищенные проводники скручивают жгутом и соединяют с одним из полюсов источника тока. Электродом, соединенным с другим полюсом источника тока, разогревают место, подлежащее сварке. Расплавленный металл образует соединение каплевидной формы. По мере выгорания графита в процессе работы электрод следует затачивать. С приобретением навыка сварка получается чистой, без окалины. Работать необходимо в светозащитных очках.

 

"Практические советы мастеру-любителю", 1991. О.Г. Верховцев, К.П. Лютов