Пайка
Напоминаем еще раз: паяльник-инструмент повышенной опасности, поэтому обращаться с ним необходимо очень осторожно. Процесс пайки представляет собой диффузию одного вещества(металла) в другой при высокой температуре, что обеспечивает после затвердения припоя механическую прочность и высокую электропроводность соединения. Одним из металлов является проводник, вторым — припой.
Припои бывают разные: мягкие и твердые, т.е. легкоплавкие и тугоплавкие. К первым относятся припои с температурой плавления до400°С, имеющие сравнительно небольшую механическую прочность(сопротивление разрыву до 7кг/мм 2 ). К тугоплавким относятся припои с температурой плавления свыше 500°С, создающие высокую механическую прочность соединения (сопротивление разрыву до 50кг/мм 2 ). Недостатком таких припоев является то, что они требуют высокой температуры нагрева, и хотя прочность такой пайки весьма высока, интенсивный нагрев может привести к весьма нежелательным последствиям: можно перегреть дорогостоящую деталь и вывести ее из строя (например транзистор или микросхему) или “отпустить”, например, стальную деталь (пружину).В радиоэлектронике чаще всего применяют мягкие припои, в частности припой ПОС-61, который содержит 61% свинца, 38 % олова и 1% различных присадок. Нагретые металлы активно вступают в реакцию окисления с кислородом воздуха, поэтому нагретый металл надо чем-то защитить.
Кроме того, существуют флюсы, которые не требуют предварительного облуживания деталей, но в электронике их применяют редко и только в случаях, когда не требуется электрического контакта после пайки, ибо даже мельчайшие остатки такого флюса способны вызвать окисление деталей и нарушение электрического контакта (разрыв электрической цепи). Поэтому при монтаже радиоэлектронной аппаратуры применяют, как правило, флюсы, предохраняющие металл от окисления (образования окисной пленки, обладающей высоким электрическим сопротивлением).
Эту роль при пайке в электронике выполняет или канифоль, или раствор канифоли в спирте. Такой флюс называют нейтральным, потому что он не содержит в своем составе ни кислот, ни щелочей. Кроме того, флюс повышает текучесть расплавленного припоя, в результате чего после остывания места пайки получается прочное соединение.
Прочную пайку с ровной поверхностью застывшего припоя можно получить, применив жидкий флюс, приготовленный из 20 г измельченной в порошок чистой канифоли, растворенной в 35-40 г чистого спирта, скипидара или ацетона. Практически установлено, что при указанной пропорции составных частей флюс при пайке не дает вспышек паров растворителя. Этот флюс надо хранить в пузырьке с притертой пробкой .Для жидкого флюса не рекомендуется применять канифоль, предназначенную для натирания скрипичного смычка, иначе пайка может быть загрязнена посторонними примесями. В качестве флюса при пайке электронных цепей в случае крайней необходимости можно пользоваться также смолкой сосны или ели.
Ускорить процесс пайки и повысить качество соединений можно, применив вместо канифоли глицериновую пасту. С помощью пасты можно паять детали из самых разнообразных металлов и сплавов даже без предварительной зачистки и лужения, что особенно удобно в труднодоступных местах. Глицериновую пасту легко приготовить самому. Состав ее следующий: 48% веретенного масла,12%пчелиного воска, 15% светлой канифоли, 15% глицерина, 10% насыщенного водного раствора хлористого цинка. Изготавливая глицериновую пасту, её нужно всё время подогревать. Сначала расплавляют канифоль, затем добавляют веретённое масло, воск, глицерин и в последнюю очередь- хлористый цинк.
Существует еще один рецепт флюса, пригодного для пайки без предварительного залуживания. Этот флюс можно использовать для пайки большинства встречающихся в практике радиолюбителя металлов и сплавов: меди, латуни, бронзы, железа, различных сталей, в том числе нержавеющей, цинка, белой жести, нихрома, константана, манганина, никеля, особенно выводов кварца с тщательной промывкой водой и спиртом и т.д.
Весьма прочное соединение получается при пайке никеля и проводов из сплавов высокого сопротивления, которые при применении обычных флюсов нельзя паять. При пайке с этим флюсом предварительное облуживание проводников или детали не требуется. Флюс состоит из 73 мл спирта(ректификат или сырец ), 20 г канифоли, 5 г солянокислого анилина, 2 г триэтаноламина. Триэтаноламин можно заменить 20 каплями раствора аммиака (нашатырного спирта). Канифоль растворяют в 50 мл спирта, а в остатках спирта 23 мл растворяют солянокислый анилин. Оба раствора смешивают и добавляют триэтаноламин.
Флюс в виде пасты, представляющей собой сплав канифоли с одноосновными жирными кислотами,можно составить по следующему рецепту: стеариновая кислота 30 г, пальмитиновая кислота -25 г, олеиновая кислота -45 г, канифоль -100 г.
Сплавлять указанные компоненты следует в стеклянной колбе (водяной бане) при температуре100°С, причем содержимое колбы необходимо хорошо перемешивать. Этот процесс также можно проводить в любой чистой посуде и на открытом огне; в этом случае необходимо лишь придерживаться указанного температурного режима. После охлаждения флюс превращается в густую мазь. Густота флюса зависит от количества канифоли. На место пайки флюс наносится палочкой в очень малом количестве.
Высокая активность флюса, составленного по этому рецепту, дает возможность проводить пайку без предварительного залуживания. С помощью этого флюса можно паять лицендрат (набор очень тонких проводов, диаметром около 0,01 мм), выводы остеклованных резисторов и провода в эмалевой изоляции даже без особо тщательной зачистки.
Видео материал о химии для пайки различных металов.
Разновидности флюсов и другой химии для пайки.