Лабораторна робота № 4 Флюси для паяння

Мета роботи: вивчити основні типи, класифікацію та технологічні особливості використання флюсів для паяння.

Завдання роботи:

- Вивчити основні типи паяльних флюсів.

- Ознайомитися з особливостями впливу компонентів флюсів на властивості припоїв та процес паяння.

- Отримати навики вибору флюсів для паяння.

1. Загальні положення

В процесі паяння для отримання якісного, надійного паяного з’єднання використовують спеціальні матеріали – флюси.

Флюси – це активні хімічні речовини, які призначені для очищення металу, що паяється, від поверхневих оксидів, зниження поверхневого натягу та покращення розтікання рідкого припою. Залежно від технології флюс може використовуватися у вигляді рідини, пасти або порошкоподібної фракції. Серед існуючих сучасних матеріалів для паяння є паяльні пасти, що в своєму складі містять частини припою разом із флюсом та припої у вигляді дроту з флюсом всередині. Флюси для паяння повинні відповідати наступним вимогам:

• характеризуватися відсутністю хімічної взаємодії з припоєм: в процесі паяння на міжфазній границі рідкий припій-флюс відсутнє змішування;

- температура плавлення флюсу нижча ніж припою на 50-100° С: рідкий флюс повинен забезпечувати очищення поверхні деталей, які з’єднуються, до плавлення припою від домішок і неметалевої плівки та захист паяного з’єднання від впливу навколишнього середовища;

- хімічна інертність або мінімальна активність до паяних матеріалів (корозійна активність залишків флюсу до паяного шва і основного металу після паяння повинна бути також мінімальної);

• забезпечувати руйнування або видалення поверхневих неметалевих плівок, які утворюються на поверхні деталей і припою під впливом температури та навколишнього середовища;

• в розплавленому та газоподібному станах сприяти розтіканню припою та забезпечувати його з’єднання з основним металом деталей, що паяються;

- не змінювати свого складу при температурах, що характерні для процесу паяння;

- легко видалятися з поверхні після паяння.

Відповідно до ГОСТ 19250-73 "Флюсы паяльные. Классификация" паяльні флюси класифікуються за наступними ознаками: 1) по температурному інтервалу активності (низькотемпературні (до 450 °C), високотемпературні (понад 450 °C)); 2) за властивостями активатора, що визначає характер взаємодії (каніфольні, кислотні, галогенідні, фторборатні, боридно-вуглекислі); 3) за механізмом дії (захисні, реактивні, хімічної дії, електрохімічної дії); 4) за агрегатним станом (тверді, рідкі, у вигляді пасти).

Захисні (некорозійні) флюси характеризуються слабкою активність, нездатні розчиняти оксидну плівку на поверхні більшості металів і застосовуються в основному при паянні міді і її сплавів, а також сталевих виробів, які вкриті сріблом, міддю, оловом або кадмієм. До таких флюсів відносять каніфоль та її розчини на основі спирту (флюс ФКСп, табл.1) або органічних розчинників. Некорозійні флюси можна використовувати тільки для паяння легкоплавкими припоями.

Слабокорозійні флюси більш активні в порівнянні з некорозійними і в своєму складі містять тварині жири, мінеральні масла, органічні кислоти (молочну, олеїнову, стеаринову, бензольну та інш.), їх розчини на основі води, спирту або органічних кислот (флюс ФКТС, табл.1).

Табл. 1. Паяльні флюси

Марка флюсу	Основні компоненти	Склад, %	Температура активної дії, 0С	Матеріали, що паяються, та припої
ФКСп	каніфоль етиловий спирт	10-60 90-40	200-300	мідь, срібні, цинкові, та олов'яні покриття; ПСр1,5; ПСр2
ФКТС	каніфоль саліцилова кислота триетаноламін етиловий спирт	15-30 3,0-3,5 1,0-1,5 81-65	140-300	більше активний, особливо при знижених температурах пайки (<220 0C)
ФТС	саліцилова кислота етиловий спирт	4,0-4,5 95-94	140-300	для менш відпові дальних виробів
ЛТИ-120 (ТУ 84-406-73)	каніфоль діетиламін триетаноламін етиловий спирт	20-25 3,0-3,5 1,0-2,0 76-68	160-350	вуглецева сталь, мідь, нікель і їх сплави, покриття срібні, цинкові, олов'яні; Sn-Pb припої
ФДФс (Ф38Н)	диетиламін етиленгліколь ортофосфорна кислота	20-25 60-50 20-25	200-400	сталь, ніхром, мідь та її сплави; олов'яно- свинцеві припої
ФГСп (Ф55)	гідразин етиленгліколь або гліцерин етиловий спирт	2, 0-4,0 25-50 73-46	165-350	мідь і її сплави; олов'яно-свинцеві, свинцево-кадмієві припої
-	хлористий цинк хлористий амоній вода	48 12 40	150-320	конструкційні сталі, мідь, латунь; олов'яно-свинцеві припої

Продовження табл. 1

Марка флюсу	Основні компоненти	Склад, %	Температура активної дії, 0С	Матеріали, що паяються, та припої
Ф59А (ФТБф)	триєтаноламін фторборат кадмію фторборат цинку фторборат амонію	82,5 10 2,5 5	150-320	алюміній і його сплави; легкоплавкі припої
34А	хлористий калій хлористий літій фтористий натрій хлористий цинк	54-56 29-35 9-11 8-12	420-620	алюміній і його сплави
Ф380МГ	хлористий калій хлористий натрій хлористий літій фтористий натрій фторалюмінат натрію	42,5 10 37 10 0,5	400-600	магнієві сплави
-	бура	100	800-1150	вуглецеві стали; мідні припої
ПВ200 (№200) ГОСТ 23178-78	окис бору (борний ангідрид) бура фтористий кальцій	65-67 18-20 14-16	800-1200	конструкційні сталі, жароміцні сплави; припої мідні, нікелеві, марганцеві Тпл= 850-1150 0С

Для зменшення корозійної дії до складу паяльних флюсів вводять каніфоль або інші компоненти, що не викликають корозії. Слабокорозійні флюси легко випаровуються, згорають або розкладаються при нагріванні. Їх застосовують для паяння легкоплавкими припоями. Корозійні флюси складаються з неорганічних кислот, хлоридів і фторидів металу (Ф59А, 34А, Ф380МГ, ПВ200 табл. 1). Їх застосовують у вигляді водяних розчинів та в твердому і пастоподібному стані. Корозійні флюси здатні руйнувати стійкі оксидні плівки чорних і кольорових металів. Ці флюси ефективні при паянні більшості металів будь-яким методом.