Каким бывает флюс для пайки и как его выбрать?

Для ремонта любой техники в бытовых условиях и соединения металлических элементов в промышленных сферах используется пайка. Чтобы она была выполнена высококачественно, следует не только иметь профессиональный инструмент, но и такой расходный материал, как флюс. Данный продукт представлен на рынке несколькими видами, каждый из которых может отличаться составом, агрегатным состоянием, механизмом действия, что важно учитывать в выборе.

Флюс для пайки – это распространенное химическое вещество, применяемое при паянии для очистки рабочих поверхностей от жировых загрязнений и оксидных пленок. Благодаря такой обработке снижается натяжение поверхности деталей, что значительно улучшает растекание припоя. Помимо этого, паяльный флюс обладает способностью защищать спаянные места от негативного воздействия окружающей среды.

Применяемые в паянии флюсы, согласно стандартам, должны обязательно соответствовать нижеперечисленным требованиям:

• обладать меньшей температурой плавления, чем припой;
• обеспечивать равномерное растекание припоя (в газообразном состоянии) и его затеканию между соединяемыми деталями (в жидком состоянии);
• не вступать в химические взаимодействия с паяемым металлом (сплавом);
• удалять (разрушать) с поверхности элементов образовавшуюся неметаллическую пленочку.

На сегодняшний день в продаже можно встретить флюс в виде пасты, жидкости и порошка, при этом последний выглядит как мелкие кристаллы белого цвета.

В процессе ремонта электроники или при радиоконструировании очень важно качественно и аккуратно выполнять пайку деталей, поскольку от этого будет в дальнейшем зависеть продолжительность эксплуатации изделия. Поэтому перед началом пайки нужно правильно подбирать нужный флюс и припой, которые не только обеспечат хорошее крепление металлическим частям, но и защитят место припайки от деформации и воздействия внешней среды (температурных перепадов, высокой частоты и окислителей).

Флюсы выпускаются в огромном видовом ассортименте, каждый из которых характеризуется своим составом и эксплуатационными особенностями.

Паяльные флюсы подразделяются на тугоплавкие и легкоплавкие. Первый вид чаще всего используют во время пайки твердых сплавов (нержавеющей стали, вольфрама, серебра, никеля и золота) в промышленности, показатель температуры плавления которых составляет от +450°С до +800°С. В состав этих флюсов входят магний и медь, поэтому они отличаются высокой прочностью. Тугоплавкие припои предназначены для высокотемпературной плавки, поэтому для ремонта радиодеталей они не подходят. Данные флюсы в основном выбираются для спаивания латуни, чугуна и другого металла, который обладает довольно высокой температурой плавления, они изготовляются в виде слитков различных форм.

Что же касается легкоплавких флюсов, то они широко применяются в радиоконструировании, их часто используют при лужении плат в радиоаппаратуре. Легкоплавкие флюсы поддаются процессу плавки при температуре не выше +450°С, в их главный состав обычно входит цинк, висмут, свинец и кадмий. Встречаются также припои с оловом, которые быстро поддаются плавке при температуре +145°С. Для лужения предварительно очищенных и обезжиренных плат также часто применяют сплав Розе, он плавится при +95°С и залуживает деталь, предварительно опущенную в кипящую воду.

В зависимости от вида растворителя флюсы делятся на водные и неводные. Материалы на водной основе считаются самыми распространенными, поскольку они просты в использовании: флюс с помощью кисти наносится на поверхность детали, при ее нагреве вода испаряется и остается стекловидное прозрачное покрытие. В результате взаимодействия этого покрытия с кислородом цвет может изменяться на зеленый или голубой. Неводные флюсы могут выпускаться на основе спирта или глицерина, они отличаются хорошим качеством, но и стоят дорого.

Химические вещества, используемые при паянии, в зависимости от содержания активатора в их составе подразделяются на активные и пассивные. Активный вид выпускается на основе кислотосодержащих реагентов: это может быть хлористый цинк, аммоний, соляная или ортофосфорная кислота. Он безотмывочный и отлично справляется с окислами, старыми налетами жира, но со временем на местах припайки таким флюсом могут появляться следы коррозии и «выедания» металла. Кислотосодержащие материалы редко применяют в быту, поскольку они могут вызывать ожоги кожи и выделять вредные человеческому здоровью пары. К активным флюсам, которые нашли широкое распространение, относят хлористый аммоний, бура и нашатырь.

Неактивный (химически пассивный) материал применяется обычно для очистки с поверхности сплава отложений жира и незначительных окислов. Нейтральный флюс может иметь в составе воск, стеарин или же канифоль. Он содержит такие органические вещества, которые не только защищают поверхность сплавов от окисления, но и не провоцируют образование коррозии.

Все паяльные флюсы могут также различаться между собой механизмом действия, что тесно связано с характеристиками активатора. Во время взаимодействия флюса с материалом деталей, которые нужно спаять, могут наблюдаться химические и электрохимические реакции. В результате них паяльный материал обеспечивает антикоррозийную защиту металлу. Главным предназначением антикоррозийных споев считается очистка места пайки от коррозийных осложнений и последующая защита поверхности деталей от появления окислов. В состав таких флюсов входит ортофосфорная кислота, которая в отличие от других кислотосодержащих средств обеспечивает очистку поверхности детали от коррозии без разрушения структуры металла.

Помимо этого, встречаются в продаже и защитные флюсы, главная задача которых состоит в надежной защите металла от последующего окисления. Данный вид материала характеризуется незначительной активностью в химических реакциях и не оказывает на металл никакого негативного влияния. Эти флюсы чаще всего производители выпускают на основе таких органических веществ, как оливковое масло, вазелин, воск. Они отлично подходят для паяния миниатюрных деталей в технике и радиосхем.

На сегодняшний день рынок представлен флюсами разного вида, которые различаются между собой не только составом, принципом воздействия, но и агрегатным состоянием. Они подразделяются на жидкие, паяльную пасту (гель) и твердые.

Поскольку флюс состоит из различных химических элементов, то, чтобы сделать правильный выбор, перед его приобретением следует обратить внимание на такие факторы, как оптимальная температура, при которой может начаться процесс пайки, вид металла, с которым планируется проводить работу, наличие или отсутствие дополнительных поверхностей, окружающих место спайки. Помимо этого, важно уточнить есть ли на поверхности металла антикоррозийная пленка.

Для пайки алюминиевого сплава выбрать подходящий флюс довольно сложно, поскольку при выполнении работы в домашних условиях на его поверхности мгновенно образуется оксидная пленка. Чтобы этого не допустить, рекомендуется использовать для пайки расплавленную канифоль, которую сразу после зачистки поверхности нужно заливать. Стоит также уточнить, что все работы с алюминием следует выполнять мощным паяльником, не помешает также дополнительно иметь под рукой и специальный припой. Опытные мастера обычно для соединения алюминиевых деталей используют оловянно-свинцовые припои – в их состав входит цинк, кадмий, висмут и другие элементы. Такой флюс обеспечивает соединениям изделий долговечность.

Хорошо себя в пайке алюминия также зарекомендовал «бинарный» флюс (ортофосфорная) кислота. Этот безотмывочный материал наносится тонким слоем на поверхность алюминиевой детали, пока она не побелеет. Кроме этого, можно выбирать безотмывочный флюс активного типа, после использования которого не нужно промывать поверхности. Если планируется паять детали из нержавеющей стали, то лучше всего отдавать предпочтение такому флюсу, как ортофосфорная кислота. Этот материал неорганического происхождения имеет вид бесцветных гигроскопических кристаллов, которые при нагреве до +213°С приобретают жидкую форму. Для нержавеющей стали хорошо подходит флюс из 85% раствора фосфорной кислоты. При желании в качестве растворителя можно выбирать этанол.

Для латуни следует подбирать специально предназначенный флюс, но если его трудно найти, то может подойти универсальный материал для пайки, который обычно применяют для меди, бронзы, алюминия, железа и других коррозионно-стойких сплавов. Перед использованием этого флюса его нужно хорошенько взболтать. Флюс, предназначенный для латуни, обеспечивает надежное соединение, и после нанесения его на поверхность образуется защитное антикоррозийное покрытие.

Для обработки серебра приобретается отдельный флюс, который обезвреживает участок пайки и препятствует образованию оксидной пленки. До его нанесения поверхность изделий из серебра следует слегка подогреть на газовой горелке. Черные металлы паяются с использованием хлорида цинка, который считается активным флюсом. А также можно выбирать для пайки материалы средней и малой активности. Например, отличным вариантом станет хлорид аммония. Его часто приобретают для пайки эмалированных ванн: такой флюс может быть как в виде пасты, так и в виде порошка, раствора.

Для обработки микросхем и деталей из других металлов специалисты рекомендуют выбирать только канифоль, которую относят к активному типу флюсов. Единственное, что для выполнения ремонта микросхем нежелательно использовать канифольный раствор на спиртовой основе, поскольку она при нагреве способна удалять не только окись, но и сам металл. Кроме этого, канифоль часто создает проблемы во время чистки поверхности металла после пайки. Ее остатки можно смыть только спиртом или специальными растворителями.

Поскольку флюс можно встретить в продаже в жидком, твердом и пастообразном виде, то сделать правильный выбор в пользу того или иного материала непросто. Жидкие флюсы по сравнению с твердыми обладают лучшими эксплуатационными характеристиками. Единственное, что на открытом воздухе они быстро высыхают и в случае пролива трудно оттираются от поверхности. Твердые флюсы имеют тоже свои преимущества: это нейтральные вещества, которые можно приобрести по доступной стоимости. Минус – их неудобно наносить (вначале на электрический паяльник, затем на место пайки). Помимо этого, твердые материалы обладают низким эффектом поверхностного натяжения, и на месте проведения работ оставляют много следов.

Что же касается пастообразных флюсов, то они считаются идеальным выбором. Такие флюсы обладают высокими свойствами при пайке, не высыхают мгновенно на воздухе и позволяют выполнять различные виды пайки. Их единственный недостаток – в продаже часто встречаются подделки мировых брендов, которые стоят намного дешевле и выделяют вредные для человеческого здоровья испарения. Если планируется выполнять паяние на небольших участках (при соединении контактов и электронных плат), то лучше всего выбирать жидкий флюс, не содержащий активных компонентов и обладающий небольшой температурой плавления. Сильное термическое воздействие может плохо сказаться на целостности микросхем.

Начинающим мастерам пайка может показаться довольно сложным процессом, на самом же деле это не так. Главное, запастись терпением, иметь под рукой соответствующий инструмент и флюс, который обеспечит пайке высокое качество. Схема использования флюса во многом зависит от того, из какого металла детали нужно соединить между собой. Если применять оловянный прут, то придется вначале окунуть паяльник в реагент и зацепить им немного припоя. При работе с готовой жидкой смесью рекомендуется использовать кисточку, а с пастой – понадобится наносить материал на поверхность пайки при помощи зубочисток.

Поверхность, где планируется выполнить спайку, необходимо тщательно очистить от окисления, нанеся на нее тонкий слой флюса. После этого применяя паяльную станцию, разогреть деталь и соединяющий состав до нужной температуры. Затем нужно подождать, когда шов полностью застынет, и повторно его обработать.

Специалисты рекомендуют новичкам начинать паять без использования флюса, после чего посмотреть, что получится в итоге. Две части детали быстро отвалятся. Выполняя пайку впервые, лучше всего использовать чистое олово, но данный материал стоит дорого.

Флюс нужно также уметь правильно смывать по завершении работ. Смыть с плат материал можно с помощью специальной жидкости или спирта. А также для этого понадобится тряпка из микрофибры и зубная щетка. Отмыть плату от остатков флюса можно так: спирт нанести с помощью щетки на участок, где выполнялась пайка и аккуратно удалить все остатки материала. Затем используя микрофибру, аккуратно убрать растворившийся в спирте флюс, ни в коем случае нельзя это делать обычной тряпкой, так как за нее будут цепляться компоненты. Что же касается канифоли, то ее лучше всего очищать ацетоном, данное средство быстро испаряется, эффективно и не оставляет разводов.

В доме у каждого хозяина должен всегда иметься под рукой флюс, так как он может понадобиться в любой момент. Если в домашних условиях чаще всего приходится выполнять простые ремонтные работы, то достаточно приобрести небольшой тюбик с флюсом. Он должен храниться в плотно закрытой емкости и быть защищённым от проникновения влаги внутрь. Категорически запрещено хранить данный материал рядом с нагревательными приборами и открытым огнем, так как он легкоплавкий.

Нельзя оставлять емкости с флюсом в помещениях, где температура воздуха поднимается выше +25°С. Сроки хранения для большинства видов паяльных материалов составляют: при температуре от +5 до -10°С – 6 месяцев, от +10 до -20°С – 3 месяца и от +20 до -30°С – 1 месяц. В том случае, если состав хранился в негерметично закрытых упаковках, то его не рекомендуется использовать. Такой флюс нужно заменить на новый.

О том, как правильно выбрать флюс для пайки, смотрите в следующем видео.