Флюс для пайки оцинкованного железа

Флюс для пайки металлических деталей: что это такое, его предназначение и разновидности

Во многих отраслях промышленности и в бытовых условиях для соединения металлических деталей и для ремонта любой аппаратуры применяется пайка. Для того чтобы работа была качественной, необходим специальный инструмент и расходные материалы в виде припоя и флюса. И если с инструментами и припоем все относительно понятно, то о флюсе знают немногие. Поэтому перед процессом пайки необходимо разобраться – что такое флюс и зачем он нужен?

Флюсы – определение, предназначение

Флюсами являются химические активные вещества, с помощью которых паяемые поверхности очищаются от жировых загрязнений и оксидных пленок. На обработанных флюсом деталях снижается поверхностное натяжение, вследствие чего улучшается растекание припоя. Кроме этого, это химическое вещество способно защитить места соединения от воздействия внешней среды.

Без обработки флюсом припой может не прикрепиться к поверхности обрабатываемых деталей. Поэтому материал следует выбирать тщательно, руководствуясь следующими требованиями:

Флюс должен иметь температуру плавления меньше, чем у припоя.
Он не должен химически взаимодействовать с припоем. То есть при расплавлении двух этих материалов должны образовываться два несмешиваемых слоя.
В газообразном состоянии материал должен способствовать растеканию припоя.
В жидком состоянии он должен хорошо растекаться, смачивая соединяемые изделия и затекая между ними.
Материал должен разрушать и удалять с поверхностей образующиеся на них неметаллические пленки.
Он должен быть минимально активным или химически инертным по отношению к паяемым сплавам и металлам.

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:

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.
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.
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.

Материалы для пайки алюминия

Соединить алюминиевые изделия с помощью пайки в обычных условиях удается с трудом, так как оксидная пленка на его поверхности образуется мгновенно. Поэтому расплавленной канифолью его следует заливать сразу после зачистки.

Для пайки алюминия необходим мощный паяльник, а также специальный припой и флюс.

В большинстве случаев соединения алюминиевых деталей производится оловянно-свинцовыми и многокомпонентными припоями, в состав которых входит висмут, кадмий, цинк и другие материалы. Применяться они могут и к сплавам алюминия. Такие припои способствуют долговечному и отличному соединению алюминиевых изделий.

Для пайки алюминия чаще всего выбирается концентрированная ортофосфорная кислота или «бинарный» флюс. Безотмывочный материал на деталь необходимо наносить тонким слоем до тех пор, пока поверхность не побелеет.

Также использовать можно активный безотмывочный флюс, после применения которого промывка поверхностей не требуется. С его помощью можно производить пайку меди и нержавеющей стали.

Чем очистить нержавеющую сталь

Для нержавейки в большинстве случае применяется ортофосфорная кислота. Это вещество неорганического происхождения средней силы представляет собой гигроскопические бесцветные кристаллы. Доведенная до 213С, она превращается в пирофосфорную кислоту.

Как правило, для нержавеющей стали применяется флюс в виде 85% водного раствора фосфорной кислоты. Однако использовать можно и другие растворители, например, этанол.

Кислота на поверхность стали наносится тонким слоем, очищая тем самым ее от загрязнений и ржавчины и образовывая защитную от коррозии пленку.

Флюс для латуни

Такой материал требует специального флюса. Однако использовать можно и универсальный, который подходит для пайки оцинкованного железа, алюминия, меди, коррозийно-стойких сплавов, бронзы.

Перед употреблением специальный для латуни флюс необходимо взболтать. С его помощью получится прочное соединение и образуется антикоррозийное покрытие.

Материал для обработки серебра

Для пайки серебра выбор рекомендуется остановить на специализированном флюсе. Этот материал обезвредит зону пайки и предотвратит появление оксидной пленки. Перед его применением поверхность серебряных изделий надо немного подогреть с помощью газовой горелки.

Диапазон рабочей температуры флюса для серебра – 520-820С. Благодаря ему достигается отличное крепкое соединение серебряных деталей.

Флюс для черных металлов

Для пайки черных металлов используется хлорид цинка, который является активным флюсом. Кроме него, можно выбрать материалы малой или средней активности, например, хлорид аммония. Подобный флюс также применяется для эмалированных металлических ванн.

Активный флюс может быть в виде раствора, порошка или пасты. Наиболее востребована паяльная паста. Достойная альтернатива ей – трубка припоя, которая имеет в своем составе флюс-наполнитель.

Флюсы для обработки микросхем

Раньше для пайки плат и других различных деталей использовалась только канифоль, которая относится к активным флюсам. Однако спиртовой канифольный раствор для ремонта микросхем применять не рекомендуется, так как он имеет несколько существенных недостатков:

При высоких температурах канифоль удаляет не только окись металла, но и сам металл.
Большой проблемой становится очистка пайки после применения канифоли. Ее остатки смываются только растворителями или спиртом. Оставлять же излишки флюса на плате нельзя, так как возможны вызванные загрязнениями различные замыкания.

Но выход для радиолюбителей есть. Современные рынки материалов предлагают большой выбор разных флюсов, с помощью которых обеспечивается высокое качество пайки, не разрушается жало паяльника и которые легко смываются водой. Продаются такие материалы чаще всего в удобных для их применения упаковках — шприцах.

Пайка деталей из разных видов жести: особенности и технология

Как в производстве, так и в домашних условиях люди сталкиваются с необходимостью пайки деталей из жести, которая имеет свои особенности и подготовку.

По сути, жесть — это холоднокатаная листовая сталь, подвергающаяся впоследствии термической обработке и нанесению гальванического покрытия в виде олова, цинка, хрома и прочих материалов.

Своё применение жесть (белая и луженая) находит в производстве банок для холодных напитков или металлической тары любых размеров. Таким образом достигается облегчение корпуса упаковки. Поэтому корректная пайка данного металла важна.

Материалы для спаивания металла

Классический вариант спаивания жести требует наличия припоя, содержащего олово и другие химические элементы, флюс, а также паяльника с шилом.

Согласно рекомендациям, применять следует припой марок ПОС 40, ПОС 30 и ПОСС 4-6. Это обусловлено химическими свойствами материалов в процессе пайки оловом. Каждый из припоев может содержать несколько элементов, среди которых олово, сурьма, мышьяк, медь и висмут.

Данные припои отличаются от других сопротивлением срезу за счёт содержания примесей. К примеру, ПОС 40 содержит 40 % олова, 2% сурьмы, по 0,05 – 0,1% оставшихся элементов. Также это повышает сопротивление разрыву шва после пайки. При понижении олова в составе повышают сурьму.

Но бывает и так, что пайка предусматривает наличие такого компонента как свинец (ПОС 90). В случае оцинкованного материала ситуация другая.

Спаивание железа предусматривает наличие флюса. По сути, он является растворителем и химическим окислителем. Во время пайки благодаря этому элементу не происходит окисление. Также обеспечивается смачивание металла железом для лучшего качества шва. Популярными флюсами для металла выступают соляная кислота и канифоль. Последняя активно применяется в радиотехнической промышленности. Иногда используется хлористый цинк и борная кислота.

Выделить наиболее подходящий флюс для спаивания деталей из жести не выйдет, так как каждый из них даёт положительный результат. Если необходимо растворить густые жировые вещества, применяют хлористый аммоний. Зачастую для данной процедуры делают смеси из вышеперечисленных компонентов.

Важную роль в процессе пайки с оловом играет применяемый инструмент, которым обычно выступает паяльник. Согласно рекомендациям его мощность должна быть более 40 Вт. Желательно применять электрический паяльник. В этом случае пайка будет удобна, а швы в результате получатся прочными и надёжными.

Сразу следует заметить, что без надобности оставляться инструмент в нагретом виде не стоит во избежание пожара, а также ухудшения свойств ручки.

В промышленности применяются паяльные станции, стоимость которых превышает в несколько раз классическое оборудование, но изделия имеют различные насадки, а также дополнительные элементы (подставка, датчик температуры и т.д).

Процесс пайки металлических деталей

Пайка предусматривает несколько этапов, в процессе которых обеспечивается качественный шов. Для спаивания металла необходимы:

зачистка поверхности;
обезжиривание;
нанесение флюса;
подготовка паяльника;
лужение места будущего шва;
пайка элементов из жести;
очистка поверхности бензиновой смесью;
контроль получившегося шва.

Очистка поверхностей обеспечивается следующим инструментом:

Промежуток между деталями должен составлять 0,3 мм для возникновения капиллярных сил. Данная ситуация позволяет металлу заполнить кромки зазора и обеспечить качественный шов. Иногда механически детали очистить не получается и используют травление, но в случае жести это редкий вариант. При наличии жировых пятен на поверхности необходимо применять раствор соды (10%). В домашних условиях обезжиривание делают при помощи ацетона, бензиновой или спирто-бензиновой смеси. Благодаря их свойствам обеспечивается отличная очистка.

Следующим этапом спаивания металла жести выступает нанесение флюса. Как правило, это производится кисточкой или ветошью. Флюс хранят в обычных ёмкостях при комнатной температуре. Пайка предусматривает обильное смачивание данным компонентом места шва.

В процессе подготовки паяльника необходимо обеспечить чистоту поверхности, чтобы в будущем припой свободно распространялся по рабочей плоскости. Для этого крупнозернистой шкуркой, либо обычным напильником заостряется кончик инструмента.

Далее он включается в сеть и разогревается. Периодически наконечник смачивается нашатырной настойкой, чтобы избежать лишних загрязнений. Кстати, именно этой смесью проверяют уровень нагрева инструмента.

При хорошо разогретом паяльнике, нашатырь на поверхности начинает шипеть и покрывается зеленовато-голубым оттенком.

Далее производят лужение. Следует заметить, что при спаивании таких деталей из жести, как консервные банки, этот этап пропускается, так как он включен в технологию изготовления. Оно обеспечивает повышенную плотность и прочность шва. Важным аспектом является то, что процесс выполняют тем же материалом, который используют во время пайки. Таким образом, если спаивание металла осуществляется ПОС 30, то и лужение производится данным припоем.

Процесс самой пайки металлических изделий предусматривает закрепление элементов для удобства создания шва. Один кусок жести накладывается на другой, либо между ними образовывают небольшой зазор. Придерживать края можно при помощи шила или другого подобного инструмента. Разогретым наконечником паяльника берётся немного припоя ПОС 30 (ПОС 40) и поворотами в сторону данный материал распространяется по всей поверхности (если не заполняется полностью поверхность, значит инструмент зачищен не качественно).

Кончик с припоем подносят к изделиям из железа и проводят по предполагаемому шву плавными движениями. Закрепление при этом играет важную роль, так как при потенциальном сдвиге процесс придётся повторить заново. Таким образом, необходимое количество припоя наносится на поверхность, образовывая качественный шов. Прижимать паяльник следует всей гранью, а не отдельным его концом. В процессе этого происходит также нагрев элементов жести, за счёт чего шов хорошо присоединяется к поверхности.

После окончания пайки следует обработать получившийся слой металла бензиновой смесью или спиртом для снижения концентрации тепла и очистки от остатков припоя и кислоты. Это позволяет избежать появления ржавчины в дальнейшем.

Оборудование для проведения работ в домашних условиях

Прежде, чем задаваться вопросом, как паять оцинкованное железо в домашних условиях, нужно подготовить необходимое оборудование. Главным инструментом является обычный паяльник с жалом в форме шила. Но будут нелишними и другие приспособления. Для паяльника необходим специальный держатель или подставка, который удержит инструмент в нагретом состоянии. Для точного соединения мелких деталей понадобятся штативы с оптическими линзами. Для удаления из помещения дыма – дымопоглотители. Для удаления излишков олова понадобятся оловоотсосы. Существуют различные коммутаторы, термопасты, модули управления и адаптеры. Это оборудование позволит не только выполнять процесс пайки, но и обеспечит максимально качественный результат.

Пайка железа с помощью оловянного припоя

Процесс пайки – это химическое соединение двух металлов с помощью припоя. Причем кристаллическая структура металла не изменяется. То есть, соединяемые части остаются при своих технических характеристиках.

Само соединение получается достаточно надежным, но многое будет зависеть от вида припоя и технологии пайки. К тому же необходимо отметить, что не все металлы могут быть соединены этим процессом. Основные же металлы, особенно стальные (железо), между собой могут быть спаяны.

Три технологии

Существует три технологии пайки железа оловом:

паяльником. Для этого придется использовать мягкие припои с большим содержанием свинца;
паяльной лампой. Здесь потребуются твердые припои с большим содержанием олова;
электрическая пайка железа.

Первый способ применяют в том случае, если железо не будет в процессе эксплуатации подвергаться большим нагрузкам. Второй – это лужение железа оловом, когда оловянный припой наносится на поверхность металлического изделия и растирается по всей его плоскости тонким слоем.

В этой технологии обязательно применяется флюс для пайки. Третий вариант используется в производственных масштабах, для чего применяется специальное оборудование.

Пайка листов жести

Пайка жести (тонкого листового железа) является часто встречаемым процессом в изготовлении металлической тары. Но нередко и в домашних условиях приходится скреплять листы железа между собой, собирая герметичные конструкции. Поэтому перед тем как припаять один лист к другому, необходимо подготовить все нужное.

Для процесса пайки железа с помощью олова понадобится припой с небольшой концентрацией олова, к примеру, ПОС-40, флюс, паяльник и шило.

Флюс в процессе пайки железа выполняет функции растворителя и окислителя одновременно. То есть, сразу происходит смачивание металла и защита от окислительных процессов. В качестве флюсов используют канифоль и соляную кислоту или хлористый цинк и борную кислоту.

Что касается паяльника, то для проведения качественной пайки оловом лучше выбрать электрический инструмент мощностью более 40 Вт. Старый паяльный инструмент, который нагревается от пламени огня, сегодня практически не используют даже в домашних условиях.

Последовательность действий

Вот основные этапы данного процесса:

зачистка соединяемых листов;
нанесение флюса;
разогрев паяльника и лужение;
пайка оловом;
очистка стыка бензином.

Очистку проводят механическим способом наждачной бумагой. Если загрязнения большие, то придется провести обработку растворителем. Если не удается очистить и таким методом, тогда проводят травление серной кислотой.

Два куска листового железа подносят друг к другу на расстояние 0,3 мм. Их края обрабатывают пастообразным флюсом при помощи кисточки. Жало паяльника очищается наждачкой, и сам инструмент включается в электрическую сеть через розетку. Чтобы проверить, хорошо ли он нагрелся, надо помести его жало в нашатырную смесь, которая должна закипеть.

Теперь проводится этап лужения железа. То есть, с помощью припоя из олова или его сплава обрабатываются края двух листов жести, чтобы покрыть их оловянным слоем, который будет выполнять защитные функции от коррозии металла.

Все готово, остается только запаять два конца листов. Жало паяльника подносится к месту стыка вместе с припоем из олова, и они оба продвигаются плавно по границе соединения.

При этом жало необходимо прижимать не острым концом, а плоской гранью, за счет чего будет прогреваться одновременно и соединяемые детали, что скажется на высоком качестве проведенной пайки железа.

Особенности работы с оцинкованными изделиями

Пайка оцинковки оловом по чисто технологическому процессу от предыдущей ничем не отличается. Но есть в технологии свои тонкие нюансы, которые сказываются на качестве конечного результата.

Нельзя паять оцинковку припоями, в состав которых входит большое количество сурьмы. Это вещество при контакте с цинковым покрытием создает непрочный шов.

В качестве флюса лучше использовать борную кислоту и хлористый цинк. Если сами изделия уже были залужены оловом в процессе производства, тогда в качестве флюса можно применять канифоль.

Когда производится соединение оцинкованного железа (листового) и проволоки, то последнюю надо согнуть под прямым углом, чтобы увеличить площадь контакта двух изделий.

В остальном процесс проводится точно также. Кстати, неважно, проволока была изготовлена из оцинковки или обычной стали.

Есть еще несколько важных позиций, которые надо учитывать в процессе пайки оцинкованных изделий. Если для пайки железа используются припойные стержни на основе олова и свинца, то для них лучше добавлять флюс на основе хлористого цинка и хлористого аммония. Соотношение 5:1 соответственно.

Припой на основе олова и кадмия требует едкого натра в качестве флюсовой добавки.

Если между собой соединяются оцинкованные изделия из железа, в состав защитного слоя которых входит более 2% алюминия, то применяется припой на основе олова и цинка. А в качестве флюса используют соляную кислоту и вазелин (стеарин).

В независимости от того, какие детали или узлы соединяются пайкой, необходимо после окончания процесса и остывания шва промыть место стыка водой, чтобы удалить остатки флюса.

Техника безопасности

Пайка железа оловом – процесс небезопасный. Поэтому надо строго соблюдать меры предосторожности. На руки надеваются защитные перчатки, под паяльник обязательно устанавливается подставка, чтобы разогретое жало не касалось стола и подручных материалов. И сама процедура должна проводиться аккуратно.

При кажущейся простоте паячной операции, на самом деле это серьезная процедура. И относиться к ней надо с большим вниманием. Что-то упустили, неправильно даже приложили, и можно считать, что качество стыка резко упало. Поэтому важно к каждому этапу подходить ответственно, особенно это касается очистки двух стыкуемых изделий из железа.

Источник: https://svaring.com/soldering/tehnologii/pajka-zheleza-olovom

Пайка оцинкованного железа в домашних условиях: советы от мастера

Пайка оцинкованного железа требует определенного под хода к процессу. Для выполнения необходим флюс. Это вещество одновременно является и растворителем, и окислителем.

Дополнительно это вещество позволяет металлу смачиваться железом, так можно получить шов высокого качества. Чаще всего в качестве флюса для работы с оцинкованными деталями или изделиями в домашних условиях используют канифоль или соляную кислоту.

В отдельных случаях возможно применение борной кислоты или хлористого цинка.

Когда оцинкованный металл пригоден для паяния

Выше этих температурных значений в материале начинают образовываться поры, трещины и дефекты паяных соединений. Поэтому процедуру можно проводить только при меньших показателях. Альтернативой может служить использование присадочной проволоки.

В промышленных условиях процедура в этом случае проводится в защитной среде газа. Чаще используют проволоку, содержащую медь с кремнием, бронзой и алюминием.

Эти материалы дают такие преимущества:

сварочный шов защищен от коррозии;
разбрызгивание в процессе выполнения пайки – минимально;
покрытие выгорает незначительно;
для процедуры нужны небольшие показатели тепла;
обработка сформированного шва – проста;
в зоне шва формируется естественная катодная защита.

Припой для проведения домашних работ, его состав и свойства

Припои принято классифицировать на твердые и мягкие. Для пайки оцинковки в домашних условиях используется только вторая группа. Если применять твердые припои, то не только невозможно добиться качественного сварного шва, но и существуют риски коробления самих изделий из оцинкованного железа.

Присадочные материалы должны иметь низкую температуру плавления, точка должна располагаться ниже, чем у основного материала. Чаще всего в домашних условиях используют припой ПОС-30, это вещество на основе олова. Для него в качестве флюса лучше использовать хлористый цинк. Если поверхности были заранее облужены, то возможно использование канифоли.

ПОС 30 характеризуется следующими свойствами:

оптимальная текучесть, материалы проникают во все пространства, заполняя даже небольшие пустоты;
сравнительно низкая температура плавления;
ПОС 30 производятся в различных типоразмерах, что позволяет подобрать оптимальную модификацию для выполнения конкретных работ;
высокая степень смачиваемости облегчает процесс и гарантирует более высокие качества результата;
материалы могут использоваться для лужения заготовок;
ПОС 30 имеет хорошую проводимость и низкое сопротивление, что позволяет использовать его для пайки небольших деталей;
материалы после застывания жестко фиксируют детали между собой.

Соединения получаются ровными и герметичными. Швы представляют собой шары поверх основного материала.

Если спаиваемые элементы велики, то перед пайкой их нужно облудить – покрыть поверхности тонким слоем припоя. Это же действие необходимо при пайке цилиндрических изделий, входящих друг в друга. Если это трубы, то на элемент большего диаметра припой наносится с внутренней стороны, а у детали меньшего диаметра – с внешней.

Флюс для пайки микросхем

Во многих отраслях промышленности и производстве используют флюс для пайки микросхем, который служит неотъемлемым атрибутом неразъёмного характера соединения твёрдых материалов между собой.

Для того чтобы обеспечить качественное соединение понадобятся специальные наборы, рабочие инструменты, а также расходные вещества в виде припоя и жидкого флюса для пайки микросхем. Согласно общепринятым правилам, материал должен иметь отличную природу низкой температуры плавления, а также малый удельный вес.

Пайка оцинкованного листа — Справочник металлиста

Сварка оцинкованной стали: технология

Сварка оцинкованной стали представляет собой процесс, основанный на вводе в изделие (сталь) низкого содержания тепла, что приводит к дальнейшему расплавлению используемого присадочного материала. Сварка стали сегодня применяется во многих типах строительных работ для креплений различных конструкций, листов, каркасов и прочего.

Схема процесса цинкования стали.

Современные требования, которые предъявляются к защите металлов от коррозии во время работы и после нее, все больше сводятся к применению материалов, уже покрытых защитным слоем.

Когда оцинкованный металл пригоден для паяния

Для правильного решения вопроса, как паять оцинковку, необходимо рассмотреть некоторые свойства цинка. Этот металл начинает плавиться при температуре в +460 оС. А при температуре +960 оС начинает испаряться. Выше этих температурных значений в материале начинают образовываться поры, трещины и дефекты паяных соединений. Поэтому процедуру можно проводить только при меньших показателях. Альтернативой может служить использование присадочной проволоки. В промышленных условиях процедура в этом случае проводится в защитной среде газа. Чаще используют проволоку, содержащую медь с кремнием, бронзой и алюминием.

Эти материалы дают такие преимущества:

сварочный шов защищен от коррозии;
разбрызгивание в процессе выполнения пайки – минимально;
покрытие выгорает незначительно;
для процедуры нужны небольшие показатели тепла;
обработка сформированного шва – проста;
в зоне шва формируется естественная катодная защита.