Что такое флюс для сварки

Виды, составляющие

Способы пайки, ограничения воздействия температуры на детали, механическая прочность соединения, сопротивление влиянию коррозии обусловливают многообразие видов.

Технологические требования к заполнителю:

• Свободная текучесть после прохождения температуры ликвидуса.
• Смачивание поверхностей соединения.
• Механическая устойчивость, ограниченная усадка теплопереносимость, невосприимчивость к внешним воздействиям в твёрдом состоянии, электропроводность.

Мягкие легкоплавкие

Отечественные припои именуются в соответствии с ГОСТ. Маркировка соответствует наименованиям доминирующих химических элементов, определяющих свойства материала. Форма выпуска: проволока, прутки, фольга, порошки, комбинированные пасты, трубки с наполнением из канифоли.

Легкоплавкими припоями считаются сплавы с температурой плавления 60–450 С. Низкотемпературные оловянно-свинцовые имеют низкую прочность. Применяются для соединения деталей, боящихся перегрева. Распространены составы ПОС.

Дешифровка аббревиатуры: «припой оловянно-свинцовый». Цифровая индикация указывает на процентное содержание олова. Распространённые химические элементы в составе припоев и тинолей помимо свинца: сурьма, медь, висмут, мышьяк, цинк.

• Сплав Вуда – 60 С (лужение плат).
• Cплав д’Арсенваля – 79 С (радио аппаратура и электроника).
• Сплав Розе – 95 С – (температурные ограничения).
• ПОСВ 33 – 130 С – (плавкие вставки предохранителей).
• ПОСК 50 – 145 С (полупроводники, сплавы меди).
• ПОС 61 – 190 С (требование повышенной электропроводности).
• ПОС 30 – 260 С (пайка, лужение стали, меди).
• П 250 – 280 С (алюминий и сплавы).

Тугоплавкие

Сфера применения – промышленная пайка чугунов, разнородных сталей, медесодержащих сплавов, томпака. Температура плавления в диапазоне 400–800 С. Составляющие припоев: медь, серебро, никель, магний. Соединения отличаются прочностью.

В сокращении ПМЦ (припой медно-цинковый), цифра указывает на содержание меди. Всего используются 3 марки, утверждённые ГОСТ 1534—42 : ПМЦ-36, ПМЦ-48, ПМЦ-54. Помимо основного компонента присутствует цинк, 5–7% приходится на железо, олово, сурьму. Температура плавления 800–900 С.

Существуют ограничения применения вследствие выгорания лигатур. Цинк выгорает при переходе из жидкой фазы, что становится причиной пористости. Разрушительные последствия грозят:

• Изделиям, испытывающим внутреннее давление.
• Вибрацию и динамические нагрузки.

В этом случае ведётся пайка рафинированной медью при повышении температуры. Иной путь – использование низкотемпературных оловянистых лигатур, улучшающих жидкотекучесть. Или кремнистых присадок. Кремний препятствует испарению и окислению цинка.

ПМЦ выпускаются прутками, полосами, гранулами. Флюсы для пайки – бура.

ПСр (медно-серебряные) – дорогостоящие тугоплавкие присадки высокой прочности. Уникальность в сохранении гибкости соединения. Разбег рабочих температур между начальным в ряду ПСр-10 и серебряным на 92% ПСр-92 – 720–950. ПСр 72–92 нашли применение в соединительных операциях на высокочастотных элементах.

Альтернатива серебру — фосфор. Пластичные медно-фосфорые припои при сохранении подобия свойств имеют плюсы:

• Дешевизна.
• Устойчивость к коррозии и агрессивным средам.
• Жидкотекучесть.
• Температура плавления 700–850.
• Пригодны для соединения разнородных металлов, например, медь со сталью.

Пайка алюминия ведётся в узких температурных рамках под слоем масла, чтобы сдержать окисление, ультразвуковыми паяльниками. Применяются силумин, 34А, П590А, П 575. Легирующие элементы кремний, медь, цинк.

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.

Причины возникновения флюса

Специалисты выделяют немало причин для развития периостита челюсти, что обусловлено постоянной «нагрузкой» человеческих зубов, которые при несвоевременном и неправильном уходе могут подвергаться разным болезням.

ВАЖНО: Чаще всего причиной флюса становится инфекционный процесс. Он появляется в десне или в полости зуба , в которой вместе с остатками еды накапливаются элементы гнилостного распада

Гнойная масса прокладывает путь от верхушки зубного корня в ткани кости, к моменту прорыва сквозь кость она уже находится под надкостничной или верхнечелюстной зоной.

К числу главных причин возникновения флюса стоматологи относят следующие пункты:

• Отсутствие своевременной и тщательной гигиены полости рта;
• Зубные травмы с охватом близлежащих тканей (возможно воспаление кости или гематома);
• Наличие фурункулеза, ангины;
• Кариес на запущенной стадии, когда отмечается поражение зуба вплоть до его корня;
• Воспаление пространства между зубным основанием и скрывающей его десной;
• Инфицирование зубных тканей через ток крови или лимфы при инфекционных недугах.

Актуальные акции стоматологий

30%

Предложение ограничено

Подробнее

Предложение ограничено

Подробнее

25%

Предложение ограничено

Подробнее

Предложение ограничено

Подробнее

Предложение ограничено

Подробнее

Предложение ограничено

Подробнее

Предложение ограничено

Подробнее

Предложение ограничено

Подробнее

Предложение ограничено

Подробнее

10%

Предложение ограничено

Подробнее

Предложение ограничено

Подробнее

Предложение ограничено

Подробнее

Предложение ограничено

Подробнее

Предложение ограничено

Подробнее

Предложение ограничено

Подробнее

Предложение ограничено

Подробнее

Осталось: 3 недели

Подробнее

Осталось: 3 недели

Подробнее

25%

Предложение ограничено

Подробнее

15%

Предложение ограничено

Подробнее

Предложение ограничено

Подробнее

Как распознать заболевание

Основным и наиболее заметным симптомом флюса является наличие в тканях десны гнойного мешка, который располагается возле корня зуба. Однако он не всегда хорошо заметен при наружном осмотре. Тем не менее, понять природу заболевания можно по ряду свойственных ему проявлений, в числе которых:

• острая боль в пораженном зубе, иррадиирующая в противоположную челюсть, затылок, подбородок;
• усиление болевых ощущений при надкусывании;
• заметный отек десны с изменением цвета слизистой оболочки;
• распространение отека на щеку, губу и другие лицевые мягкие ткани;
• ухудшение самочувствия из-за действия на организм бактериальных токсинов;
• повышение температуры тела в острой фазе воспаления;
• распухание лимфоузлов в области шеи.

Острая боль пульсирующего характера не прекращается в течение нескольких дней и является одним из обязательных признаков флюса. Как правило, ее невозможно полностью снять даже при помощи обезболивающих препаратов.

Что необходимо знать о флюсе

Флюс – это вещество, которое облегчает процесс пайки. Оно удаляет окислы до спаивания деталей и во время лужения. Из-за высоких температур пайки реакция окисления ускорятся, и оксидный слой появляется быстрее на спаиваемых поверхностях. Флюс уменьшает этот процесс, а также смачивает поверхность, благодаря чему появляется эффект «поверхностного натяжения» и припой легче распределяется.

Выбор паяльной станции, как и поиск необходимого флюса для работ напрямую зависит от того, какую именно вы преследуете цель.

Например, для радиолюбительства подойдут низкобюджетные материалы. А вот для ремонта необходимо использовать безотмывочные вещества, тем более если дело касается BGA пайки.

Основные функции и свойства

Перед пайкой на контактах присутствуют окислы. Так как контакты состоят из металла они окисляются в окружающей воздушной среде. Этот химический процесс протекает постоянно, если поверхность металла не защищена каким-либо слоем лака или иного изолятора от воздуха.

Чтобы надежно и качественно припаять контакты друг к другу их необходимо предварительно залудить припоем. С этого этапа начинается одна из главных и ключевых функций флюса.

Основные функции флюса:

• быстрое удаление окислов с контактов при пайке
• создание поверхностного натяжения при нанесении припоя на поверхности пайки
• дополнительная защита места припаянного контакта от окружающей среды (воздуха или попадания влаги, антикоррозийность)

Параметры и свойства:

• остаточные эффекты (нужно отмывать остатки флюса или нет)
• сопротивление (Ом)
• рабочая температура
• форма вещества (пастообразная, жидкая или твердая)
• выбросы при работе
• стоимость

Как мы можем заметить, этих факторов очень много. Например, форма флюса играет важную роль при выполняемой работе. Жидкая канифоль намного практичнее твердой, если вам необходимо сделать пайку несколько десятков проводов. А вот пастообразный флюс при тонкой работе выигрывает у всех. Он не сильно растекается, его удобно дозировать. Однако использовать подобный флюс для пайки проводов не стоит, это экономически не выгодно.

Требования к флюсам

Так как флюсы имеют разные химические составы и предназначение, то и требования к ним могут быть разные. Например, для безотмывочных флюсов категорически не приемлема кислота. В некоторых отраслях электроники, таких как системы безопасности, медицинская и военная техника главные параметры — это их устойчивость во время эксплуатации к различным внешним факторам. И качество пайки это один из факторов надежности устройства. Особенно, если это касается SMD компонентов и BGA микросхем.

Удаление остатков

Для чистки платы после пайки отлично подходят такие средства, как бензин «Калоша», изопропиловый спирт и Flux Off.

Чистку можно делать только в проветриваемом помещении!

Используйте небольшую баночку с маленьким отверстием (или дозатором) для хранения бензина, чтобы не приходилось постоянно открывать и закрывать бутылки. Например, можно использовать бутылочку от перекиси водорода. Достаточно будет наклонить емкость и небольшой дозировкой очищающего средства пройтись по электронной плате.

Плату удобно чистить при помощи ватных палочек, дисков или обычной зубной щеткой.

Флюс и его назначение

Обезопасить зону шва от шлаков и окисления можно, используя непрерывную подачу химически инертных и легкоплавких компонентов. Их функции выполняет защитный флюс для сварки стали. Разные его марки состоят из оксидов и солей, предназначаются для черных и цветных металлов, а также для различных сплавов.

Оксидные составы включают в себя 1-30% марганца и кремния — 5-35%. Для заготовок из активных сплавов защитное вещество включает в себя фториды и хлориды кальция, бария, натрия и других элементов.

Для высоколегированных сталей применяют защиту с содержанием оксидов с солями. В них до 15% кремнезема, 1-9% оксида марганца и фторида кальция — около 30%.

Для начала реакции окисления металлов достаточно кислорода, содержащегося в воздухе. Оксидная пленка быстро появляется на алюминиевых деталях. Наличие слоя флюса предотвращает ее образование и обеспечивает:

• активное расплавление металла;
• избежание потерь свариваемого материала вследствие испарения;
• стабильное горение дуги;
• экранирование части пламени;
• правильный расход присадок;
• исключение возможности образования трещин и пор;
• уменьшение разбрызгивания искр.

Таковы положительные свойства средств защиты шва.

Классификация

Флюс для сварки стали может различаться друг от друга по внешнему виду, химическому составу, физическому состоянию, областью применения и назначению. Использование флюсов регламентируется соответствующими нормативными стандартами. Так, например, в ГОСТе 8713-89 обозначены требования к электросварке железных изделий, никеля, металлоизделий из различных видов стали.

По назначению флюсы можно разделить на те, которые предназначены для сварки низкоуглеродистых сталей, низколегированных, с высокой степенью легированности, для соединения активных металлов. Для низкоуглеродистых сталей используются флюсы с большим содержанием кремния и марганца. Имеются различные варианты, касающиеся количества их содержания. Недостаток содержания марганца во флюсе может быть компенсировано использованием сварочной проволоки, которая обладает большим количеством марганца.

Для соединения сталей с низкой степени легированности используются флюсы, обладающие высокой степенью химической инертности, относящиеся к оксидному виду. В зависимости от марки в них содержится 5-35 процентов оксида кремния. Для сварки высоколегированных сталей используются флюсы, обладающие невысокой химической активностью. Могут применяться флюсы смешанного типа, в состав которых входят оксиды и соли в разных пропорциях. Для таких активных металлов, как титан, применяются солевые флюсы, состоящие из смеси галогенидов.

Активность — это важная составляющая характеристик флюсов, которая обозначается в условных единицах в диапазоне от единицы до десяти. Чем больше значение, тем большую активность проявляет эта марка флюса.

По методу получения флюсы подразделяются на полученные методом сплавления, склеиванием, механическим перемешиванием, дроблением зерен. Флюсы, полученные методом склеивания, называются керамическими. Керамические флюсы можно применять для сварки поверхностей с остатками ржавчины и окислов на поверхности изделий, наличия на ней следов влаги. Керамическую смесь можно добавлять к стекловидной.

При газовой сварке и пайке рекомендуется применять флюсы, имеющие вид мелкого порошка, газа и пасты. Физическое состояние определяет то, как выглядит флюс. Он может выглядеть, как мелкий порошок, стекловидные гранулы, пемзообразные, газообразные, в виде пасты. Они могут быть прозрачными и пористыми.

Состав флюса определяется его химическими составляющими

Эти показатели являются важной характеристикой. Основной показатель — химическая инертность в условиях температур, имеющих большое значение

Кроме этого материал, из которого состоит флюс, должен гарантировать диффузию некоторых элементов в металл шва.

Во многих видах флюсов наибольшую долю составляет кремнезем, препятствующий образование углерода, что снижает появление в шве трещин и пор. В ходящий в состав флюса марганец, являющийся активным раскислителем, способствует снижению образования окислов в месте, где расположена сварочная ванна. Марганец также входит в реакцию с серой, что облегчает удаление после окончания сварки.

Задача таких добавок во флюс, как молибден, вольфрам, хром, титан, заключается в восстановлении первоначального состава основного металла, а также придания ему дополнительных полезных свойств.

Инструкция по изготовлению флюса

Итак, как сделать флюс для пайки своими руками? Все зависит от назначения. Если вам нужно спаять тонкие провода, то можно использовать прутки диаметром 1 мм. Их мы будет изготавливать сами.

Нам понадобятся кристаллы канифоли, которые нужно растолочь в порошок. Заверните кристаллы в плотную ткань и постучите по ним молотком (желательно, молотком для работ по дереву или кухонным молотком для мяса).  В соотношении один к одному смешиваем порошок и спирт. Спирт можно приобрести в аптеке. Желательно смешивать в стеклянной емкости, например, небольшой банке. Тщательно размешиваем спирт с порошком и ставим банку в горячую воду. Еще раз тщательно все перемешиваем до однородной консистенции. Готово! Полученный флюс можно использовать с медицинским шприцом или залить его в пустую бутылочка из-под лака для ногтей.

Как сделать флюс своими руками

Дома можно изготовить флюс своими руками. Для этого понадобится:

• Сосуд или другая емкость. Желательно на дне емкости сделать отверстие.
• Жестяной лист. На него будет поставлена емкость. Иногда лист заменяют плитой из металла;
• Тонкие свинцовые или оловянные прутья. Из них, собственно, и будет изготовлен припой.

Последовательность действий приготовления сплава представлена ниже:

1. На весах отвешивают требуемое количество прутьев.
2. Металл помещают в заранее подготовленную емкость. Ее ставят на огонь для плавления.
3. Во время нагрева перемешивают кусочки металла с помощью стержня, выполненного из стали.
4. С поверхности, когда она будет расплавлена, снимают тонкую пленку.
5. Разливают образовавшийся сплав по специальным формам.

Вне зависимости от изготавливаемого вида флюса (это может быть глицериновый сплав или спирто-канифольный), необходимо по окончании работы протереть пайку тряпочкой. Желательно перед этим ткань смочить в ацетоне. Шов можно очистить с помощью жесткой щетки, покрытой слоем растворителя.

В заключении следует сказать, что пайка по праву считается одним из лучших методов соединения металла. С ее помощью обеспечивается не только прочность шва, но и герметичность. К тому же, сам процесс соединения двух материалов занимает меньше времени, чем, к примеру, сварка.

Какими бывают флюсы для пайки

Чаще всего материал для пайки готовят из 10 грамм хлорида аммония и 30 грамм хлорида цинка, растворяя их в 60 миллилитрах воды.

Также используется «паяльная кислота» или «паяльная жидкость». Их можно приготовить из консервированной соляной кислоты и металлического цинка:

• кислоту налить в фарфоровую или стеклянную посуду и порциями добавить цинк;
• в результате растворения цинка в кислоте должен начать выделяться кислород и образоваться хлорид цинка;
• после того как выделение кислорода замедлится, емкость следует поставить в теплую воду;
• по окончании реакции жидкость сливается и остается только нерастворившийся цинк, к которому нужно добавить нашатырь (2 грамма аммония на 3 грамма металлического цинка).

Жидкость можно не сливать, а выпарить досуха. Затем непосредственно перед пайкой полученная смесь растворяется в воде (1:2).

Однако приготовленные таким образом флюсы подходят не для всех металлов. По степени эффективности они подразделяются на три группы:

1. Защитные или некоррозиные материалы из-за своей слабой активности не способны очистить поверхность большинства металлов от коррозийной пленки. Главным образом они используются для соединения меди, ее сплавов и покрытых кадмием, оловом или серебром стальных изделий. При этом припои должны быть только легкоплавкими. К защитным флюсам относится канифоль и ее различные растворы, вазелин, стеарин, воск, древесные смолы.

2. Слабокоррозийные вещества по сравнению с некоррозийными более активны. Чаще всего это растворенные в спирте, воде или производных органических кислотах минеральные масла, животные жиры, органические кислоты (щавелевая, бензольная, стеариновая, олеиновая, лимонная, молочная и т. д.). Для того чтобы ослабить коррозийное действие таких веществ, к ним добавляется канифоль или другие вещества, которые не вызывают коррозии. Применяются слабокоррозийные вещества при пайке только с легкоплавкими припоями, так как они легко разлагаются, сгорают и испаряются.

3. Коррозийные флюсы для пайки состоят из фторидов и хлоридов металла, неорганических кислот. Они способны разрушать любые стойкие пленки цветных и черных металлов, поэтому эффективны при пайке любым способом. Применяются коррозийные материалы в виде водных растворов в пастообразном и твердом состоянии.

Действие флюсов во время сварки

При ручной сварке флюс насыпается 60-миллиметровым слоем на поверхности металла, прилегающего к будущему стыку. При недостаточной толщине слоя возможен непровар и образование раковин и трещин. После этого при электросварке возбуждается разряд, а при газопламенной сварке поджигается горелка.

По мере перемещения электрода флюс подсыпается на новые поверхности. Так как размеры столба в дуге больше высоты флюса, разряд протекает в жидком расплаве компонентов, воздействующих на металлический расплав с удельным давлением до 9 г/см². В итоге исключается разбрызгивание металла, расходуется меньше сварочной проволоки, растет производительность. Это объясняется способностью флюса использовать более высокие значения рабочего тока без опасений получения прерывистого шва. Ток силой 450−500 А при открытой сварке невозможно применять, потому что дуга выплескивает металл из ванночки.

При полуавтоматической и автоматической сварке флюсы используются следующим образом:

1. По специальной трубке флюс подается из бункера.
2. Позже подается электродная проволока с катушки, расположенной после емкости с флюсом.
3. По мере протекания рабочего процесса часть флюса, не использованная и связанная шлаками, пневматикой отсасывается в емкость.
4. Расплавленная и охлажденная шлаковая корка механически удаляется со шва.

Плюсы применения флюсов:

• Отсутствие необходимости в предварительной разделке кромок будущего шва, так как с большими токами электросварки или повышенной концентрации кислорода при сварке газовой металл плавится гораздо интенсивнее.
• Отсутствие угара металла в зоне шва и прилегающих поверхностях.
• Более устойчивая дуга.
• Повышение КПД источника питания в результате снижения потерь энергии, которая тратится на нагрев металла, разбрызгивание его и повышенного расхода флюса и сварочной проволоки.
• Комфортные условия труда, ведь значительную часть пламени дуги экранирует флюс.

Ограничение применения в невозможности быстрого осмотра участка выполненной сварки. Данное обстоятельство требует более тщательных подготовительных работ, особенно при соединении сложных по конфигурации деталей. Еще флюсы довольно много стоят, а расходуются практически как сварочная проволока.

Что такое флюс для пайки?

Качество пайки основывается на правильности подбора компонентов флюса и присадки. Функция флюса:

• Создание вокруг припоя, на поверхности металла легкоиспаряемой плёнку, растворяющую окислы в рабочей зоне.
• Создать условия для растекания припоя за счёт снижения поверхностного натяжения.
• Улучшить сцепление с основой, снизить воздействие окружающей среды.
• Испариться на пороге температуры плавления.

Разнообразие предложений с незамысловатыми и сложными составами жидкого вида, порошков и пастообразных делят на два технологически непохожих вида флюсов для пайки: пассивные и активные в химическом отношении. Продаются паяльные пасты, составленные из комбинации флюс-припой, альтернативные трубчатые припои с заполнением внутренней полости флюсом.

Химически активные

Преимущественно это кислотосодержащие реагенты. Оксидные плёнки, жирный налёт устраняются успешно. Но возникает вопрос по нейтрализации активности агрессивных веществ путём промывки: металл и текстолитовые платы разрушаются коррозией.

Доступны и активно используются ортофосфорная, соляная кислоты после протравки, бура, нашатырь. Воздействие паров на органы дыхания токсично, кожные покровы также уязвимы.

Паяльные кислоты применяются в пайке никеля, сталей. Легко удаляют продукты окисления. Требуют нейтрализации слабощелочными растворами с обязательной процедурой окунания в проточную воду. Температуры применения 250–330 С.

Рабочее помещение при пользовании агрессивными средствами нуждается в вентиляции, минимальная мера – проветривание. Попадание на кожу рук требует смывания с моющими средствами без промедления.

Oрганические

Химически пассивные флюсы снимают жировые плёнки, отчасти нестойкие окислы. Эти органические некорродирующие вещества – защита против окисления. Канифоль сосновая, воск, стеарин и растворы спиртоканифоли не выделяют вредных для здоровья паров. Используются с легкоплавкими припоями в радиотехнике.

Нормативы по применению

В зависимости от выполняемых сварочных работ определяется количество и иные факторы задействования флюса. Это происходит по следующей таблице:

Сила тока, А	Высота слоя присыпки, мм	Грануляция частиц, мм
200-400	25-35	0,25-1,2
600-800	35-40	0,4-1,6
1000-1200	45-60	0,8-2,5

В зону сварки флюс подается предварительной ручной присыпкой, либо автоматически из специального бункера. Недостатком метода считается возможность вести сварочные работы только в нижнем положении. Но для сварки труб решение нашлось в прокручивании изделия, а не головки горелки. При использовании трубчатой порошковой проволоки сварку можно проводить в любом пространственном положении.

Применение этого относительно недорогого гранулированного вещества значительно улучшает качество сварки, защищая процесс горения дуги, и содействуя образованию прочного соединения.