Флюсы и припои

Категория:
Пайка


Флюсы и припои

Флюсы и их роль. Процесс взаимодействия твердого паяемого металла с расплавленным припоем может протекать активно только после удаления с их поверхности окисной пленки, которая препятствует образованию между ними металлической связи. Наиболее часто окисную пленку удаляют с помощью флюсов. Одновременно со способностью удалять окисную пленку и защищать металл и припой от окисления необходимо, чтобы флюс удовлетворял следующим требованиям: при температуре пайки имел достаточную жидкотекучесть, способствовал формированию шва, не изменял свой состав, в течение всего процесса сохранял флюсовые свойства, легко удалялся после пайки. Остатки флюса не должны оказывать коррозийного воздействия на паяемый металл.

Нанесенный на соединяемые поверхности паяемых металлов и припой флюс при нагревании плавится, растекается, смачивает их и при некоторой температуре, называемой минимальной температурой действия флюса, вступает в химические взаимодействия, в результате чего удаляется окисная пленка.

Флюсы соединяются с окислами и в виде шлака всплывают на поверхность припоя. Такое действие флюса обеспечивает непрерывное смачивание и расте-каемость припоя по месту спая и создает условия, необходимые для получения доброкачественного соединения.

При паянии мягкими припоями в качестве флюсов применяют хлористый цинк, нашатырь, канифоль, пасты и др. Эти флюсы по характеру действия можно разделить на три группы.

1. Кислотные флюсы (хлористый цинк, паста 15-85 и др.), имеющие в своем составе свободную соляную кислоту, которая растворяет окисную пленку. Недостатком этих флюсов является интенсивная коррозия паяного шва, поэтому после паяния необходимо нейтрализовать и тщательно промывать места пайки в проточной воде.

Хлористый цинк, называемый также травленой кислотой, применяют при паянии черных и цветных метал- , лов (кроме цинковых и оцинкованных деталей, алюминия и его сплавов). Получают хлористый цинк растворением одной части мелкораздробленного цинка в пяти частях соляной кислоты.

При монтаже электрорадиоаппаратуры применение кислотных флюсов категорически запрещается.

2. Активизированные флюсы представляют собой составы, в которые входят кроме канифоли акти-визаторы, повышающие активность канифольных флюсов. В качестве активизаторов в канифоль вводят в небольших количествах гидразин, анилин, салициловую кислоту и некоторые другие. К ним относятся флюс: ЛТИ-120, ЛК-2, КС и др. Флюс ЛТИ-120 содержит 24% канифоли, 70°/о этилового спирта, 4% солянокислого диэтиламина и 2% триэтаноламина. Он применяется при пайке низкоуглеродистой стали, меди и медных сплавов. С помощью флюсов ЛК-2 и КС удается выполнять пайку меди и ее сплавов, оцинкованного железа, мягкой стали, никеля и серебра.

3. Бескислотные флюсы, к которым относятся различные органические вещества: канифоль, парафин, глицерин, жиры и масла. Канифоль, например, хорошо очищает от окислов латунь, медь, свинец и свинцовые сплавы и поэтому имеет широкое применение.

Канифоль — вещество, получаемое при сухой перегонке смолы. Она обладает тем преимуществом, что не вызывает коррозии паяного шва. Поэтому канифоль рекомендуется для паяния электро- и радиоаппаратуры.

Для пайки монтажных соединений из меди в электро-и радиоаппаратуре используют следующие флюсы: канифоль (100% по весу) и флюс КЭ (25% канифоли и 75% этилового спирта); температура плавления этих флюсов 150—300 °С.

Канифольные флюсы применяются в виде порошка, раствора в спирте, паст, таблеток, а также изготовляются вместе с припоем.

Нашатырь используется в виде кусков или порошка. При нагревании нашатырь разлагается с выделением вредного для здоровья белого газа, поэтому при паянии рекомендуется пользоваться не чистым нашатырем, а его раствором в воде.

При паянии твердыми припоями в качестве флюсов используют буру, борную кислоту и некоторые другие вещества.

Бура (плавленая) применяется в виде порошка или пасты, замешанной на спирте. С помощью буры производят- паяние меди, бронзы, стали, а также напаивают пластинки твердых сплавов к державкам резцов и др.

Борная кислота используется в виде белых, жирных на ощупь, чешуек. Флюсующие свойства борной кислоты выше, чем у буры. Она лучше очищает, имеет меньшую текучесть и после охлаждения легче удаляется» чем бура.

При паянии нержавеющих и жаропрочных сталей применяют смесь, составленную из 50% буры плавленой и 50% борной кислоты, разведенных в растворе хлористого цинка до густоты пасты. При паянии серого чугуна к буре добавляют хлористый кал’ий, перекись маргайца или окись железа.

Припои представляют собой металлы или сплавы, обладающие способностью сплавляться с материалом соединяемых деталей, создавая неразъемное соединение.

Чтобы обеспечить высококачественное паяние, припои должны обладать следующими физико-химическими механическими и технологическими свойствами:
1) более низкой температурой плавления, чем спаиваемые металлы;
2) повышенной жидкотекучестью и высокой смачивающей способностью, что обеспечивает затекание их в тончайшие зазоры;
3) хорошей диффузионной способностью в паре с соединяемыми металлами, что обеспечивает высокую прочность и плотность соединения;
4) малой окисляемостью, коррозийной устойчивостью- и необходимой электропроводностью (если они используются при паянии проводников) и др.

В технике известно много металлов и сплавов, применяемых в качестве мягких и твердых припоев. К основным из них могут быть отнесены оловянно-свинцовые припои, медь, медно-цинковые, серебряные и медно-фос-фористые припои.

Мягкие припои состоят из сплавов, которые в своей основе содержат олово и свинец и отличаются низкой температурой плавления — в пределах от 180 до 300° С.

Различное соотношение олова и свинца определяет свойства припоев.

В целях получения некоторых специальных свойств к оловянно-свинцовым припоям добавляют сурьму, висмут. кадмий, серебро. Сурьма, так же как и серебро, повышает температуру плавления оловянно-свинцовых припоев; висмут и кадмий, наоборот, снижают ее. Сурьма увеличивает твердость и прочность припоев и снижает при этом их вязкие свойства.

Используемые в практике марки припоев рекомендуется применять для пайки в следующих случаях:

ПОС-90 — для пайки внутренних швов пищевой посуды и для предметов, к которым предъявляются особые гигиенические требования, а также деталей, подвергаемых гальванопокрытиям (серебрение, золо-< чение);

ПОС-61— для пайки радио- и электроаппаратуры, деталей счетно-аналитических машин, легкоплавких ме-j таллических предметов, а также деталей из бронзы и стали;

ПОС-40—-для пайки радиаторов, физико-технических приборов, проводов при электромонтажных работах, оцинкованного и гальванического железа и др.;

ПОС-10 — для пайки цинка, оцинкованного железа, стали, латуни, меди и различных изделий ширпотреба, а также для лужения подшипников;

ПОССу 18-2 — для пайки неответственных деталей из меди, латуни, Сталей при пониженных требованиях к прочности шва;

ПОССу 4-6 — для лужения меди и железа. Маркировка оловянно-свинцовых припоев состоит из буквенного и цифрового обозначения.

Легкоплавкие припои обладают чрезвычайно низкой температурой плавления. В состав таких припоев в различных количествах вводят свинец, олово, висмут, кадмий, сурьму, индий, ртуть и другие металлы.

Примером подобных припоев являются сплавы следующего состава:
припой из 19% олова, 17% свинца, 53,5% висмута и 10,5% ртути (температура плавления 60 °С);
припой из 12,5% олова, 25% свинца, 50% висмута и 12,5% кадмия (температура плавления 68 °С);
припой из 10,5% олова, 27,5% свинца, 27,5% висмута и 34,5% кадмия (температура плавления 75 °С);
припой из 20% олова, 30% свинца и 50% висмута (температура плавления 92 °С).

Легкоплавкие припои применяют при паянии тонких оловянных предметов, при паянии стекла с металлической арматурой, деталей, особенно чувствительных к перегреву, а также в тех случаях, когда припой должен выполнять роль температурного предохранителя (в электрических и тепловых приборах) и др.

Мягкие припои изготовляют в виде прутков, кусков проволоки диаметром 3—5 мм, трубок с внутренней набивкой флюсом, а также в виде порошка и пасты из порошка припоя с флюсом.

Твердые припои представляют собой тугоплавкие металлы и сплавы с температурой плавления от 700 До 100° С.“Они используются в тех случаях, когда необходимо получить высокую прочность соединений.

В качестве твердых припоев наиболее часто применяет медно-цинковые и серебряные сплавы.

Медно-цинковые припои обозначают буквами ПМЦ и цифрой, показывающей содержание в припое меди: например, марка ПМЦ-36 обозначает медно-цинковый припой, в состав которого входит 36% меди, а остальные 64% — цинк. Серебряные припои обозначаются буквами ПСр и цифрой, показывающей содержание в припое серёбра: например, марка ПСр-70 обозначает серебряный припой, в состав которого входит 70% серебра, остальное — медь и цинк,

Эти марки припоев применяются в следующих случаях:
ПМЦ-36 — для паяния латуни, содержащей до 68% меди;
ПМЦ-48 — для паяния медных сплавов, содержащих меди свыше 68%;
ПМЦ-54— для паяния меди, латуни, бронзы и стали;
ПСр-10 и ПСр-25-—для паяния латунных и бронзо-рых деталей, требующих чистоты места спая (патрубки, штуцера, арматура);
ПСр-45 — для паяния тонкостенных деталей и ниппелей;
ПСр-65 — для паяния деталей приборов;
ПСр-70 — для паяния проводов и других деталей в тех случаях, когда место спая не должно уменьшать электропроводность.

Припой для паяния чугуна из 50% закиси меди и 50% буры применяется в виде пасты, приготовленной на воде. Пасту наносят на шов спаиваемых частей, и деталь нагревают в горне до плавления меди, выделяющейся из закиси при высокой температуре.

Кроме описанных используют припои специального назначения: для паяния нержавеющих сталей; для паяния пластинок твердого сплава и пластинок из быстрорежущей стали; для паяния алюминия и его сплавов и др.

Паяние нержавеющих сталей, легированных специальными элементами, представляет известные трудности, так как вследствие химического взаимодействия кислорода с легирующими элементами при нагреве в печах происходит окисление поверхности стали. Для удаления окислов, а также для предупреждения дальнейшего их образования применяют различные флюсующие материалы. Возможно паяние и без флюсов — в вакууме или в восстановительной атмосфере сухого водорода.

Для паяния нержавеющих сталей используют припой ПСр-44 или ПЖЛ.

Припои, применяемые для напайки пластинок твердого сплава, состоят из сплавов на медной основе. Они выбираются в зависимости от условий работы режущего инструмента.

Припой Ml применяется для паяния в печах легко нагруженного инструмента из твердых сплавов вольфра-мо-кобальтовой группы. Припой Л62 используется при паянии индукционным и контактным методом для легко нагруженного инструмента. Припоем ЛН-58-5 паяют тяжело нагруженный инструмент из твердых сплавов ти-тано-кобальтовой группы, а припоем ЛМц-58-5 — легко нагруженный инструмент из тех же сплавов.

Наиболее универсальным припоем, применяемым во всех случаях, является ЛНМц-56-5-5. Им паяют инструмент из сплавов титано-кобальтовой группы, работающий в условиях сильного нагрева места спая.

Паяние алюминия и его сплавов весьма затруднительно вследствие того, что на воздухе, особенно при нагреве, они мгновенно окисляются и образуют на поверхности прочную тугоплавкую пленку окислов. Поэтому для паяния алюминия и его сплавов наиболее широко используют припои на алюминиевой основе В-62 и 34А, так как они имеют сравнительно низкую температуру плавления (500—525 °С) и поэтому ими можно паять большинство алюминиевых сплавов без опасности пережога и плавления паяемых деталей.

Перед пайкой поверхность алюминиевых деталей очищается путем травления в щелочах, затем осветляется в азотной кислоте с последующей промывкой в воде. После очистки детали собирают под пайку с зазором 0,1—0,3 мм и паяют.

После предварительного нагрева соединяемых деталей на 400—500 °С в паяное соединение вносят флюс, например марки Ф380А (34А), состоящий из 47% хлористого калия, 38% хлористого лития, 5% фтористого натрия, 10% хлористого цинка. Флюс плавится раньше припоя и, растекаясь на поверхности, удаляет окисную пленку еще до начала плавления припоя. Благодаря этому расплавленный припой быстро затекает в зазоры и обеспечивает прочное соединение деталей.


Реклама:



Читать далее:



Статьи по теме:


Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум