В контексте Припои для пайки.Пайка изделий из металла.

Флюсы - это активные химические вещества, предназначенные для очистки паяемого металла от поверхностных оксидов, снижения поверхностного натяжения и улучшения растекания жидкого припоя.

К флюсам предъявляют следующие требования:

• не взаимодействовать химически с припоем: при расплавлении флюса и припоя должны образовываться два жидких несмешиваемых слоя;
• иметь температуру плавления ниже, чем у припоя: жидкий фяюс должен до расплавления припоя очистить поверхность соединяемых деталей от примесей и неметаллической пленки и защитить паяемое соединение от воздействия окружающей среды;
• быть химически инертными или минимально активными по отношению к паяемым металлам и сплавам (коррозионная активность остатков флюса после пайки по отношению к паяному шву и основному металлу должна быть также минимальной);
• разрушать или удалять поверхностные неметаллические пленки, образующиеся на поверхности соединяемых деталей и припоев под воздействием температуры и окружающей среды;
• в жидком состоянии хорошо растекаться по припою, затекать между соединяемыми деталями и смачивать их;
• в расплавленном и газообразном состояниях способствовать растеканию припоя по паяным поверхностям и соединению его <: основным металлом;
• быть устойчивыми при хранении и пайке.

В состав флюсов должны входить компоненты, обладающие травящими или сильно восстанавливающими свойствами, так как они, очищая поверхность твердого металла от оксидной пленки, повышают поверхностное натяжение твердого металла и тем самым улучшают смачивание его расплавом.

По степени эффективности действия флюсы можно разделить на три основные группы.

• Некоррозионные (защитные) флюсы для пайки оказывают только защитное действие. Из-за слабой активности они неспособны растворять оксидную пленку большинства металлов и могут применяться главным образом при пайке меди и ее сплавов, а также стальных изделий, покрытых серебром, медью, оловом или кадмием. К таким флюсам относятся канифоль и ее растворы в спирте или в органических растворителях, а также древесные смолы, воск, стеарин, вазелин. С применением защитных флюсов можно паять только легкоплавкими припоями.
• Слабокоррозионные флюсы для пайки более активны, чем некоррозионные, и состоят из животных жиров, минеральных масел, органических кислот (молочной, лимонной, олеиновой, стеариновой, бензольной, щавелевой и других), их растворов в воде или спирте или в производных органических кислотах и основаниях (гидрогалоиды, хлориды и фториды аминов). Для ослабления коррозионного действия к ним добавляют канифоль или другие компоненты, не вызывающие коррозии. Слабокор-розиониые флюсы легко испаряются, сгорают или разлагаются при нагреве. Их применяют при пайке легкоплавкими припоями.
• Коррозионные флюсы для пайки состоят из неорганических кислот, хлоридов и фторидов металла. Их применяют в виде водных растворов в твердом и пастообразном состоянии. Коррозионные флюсы способны разрушать стойкие оксидные пленки черных и цветных металлов. Эти флюсы эффективны при пайке большинства металлов любым методом.

В зависимости от температуры пайки флюсы подразделяют на подгруппы:

• для пайки легкоплавкими припоями
• для пайки тугоплавкими припоями.

Главной составляющей первых коррозионных флюсов является хлористый цинк. Для повышения активности и снижения температуры в него добавляют хлориды и фториды аммония, меди, олова, натрия, калия, лития и неорганические кислоты. Флюсы на основе хлористого цинка можно использовать при пайке припоями с температурой плавления 723—773 К. Флюсы второй подгруппы применяют для пайки припоями с температурой плавления выше 773 К; они весьма эффективны при пайке ювелирных металлов.

Наиболее часто употребляют при пайке медными, серебряными и золотыми припоями буру и ее смесь с борной кислотой. Для повышения активности флюса в эти смеси рекомендуется добавлять фтористые и хлористые соли. Для пайки золотыми припоями применяют флюсы на основе буры и борной кислоты.

Бура является традиционным флюсом для ювелира. Борную кислоту ювелир применяет тогда, когда полированная вещь должна сохранить свой блеск, несмотря на пайку, и когда нужно полностью избежать окисления ее поверхности.

Борная кислота и бура образуют при нагревании расплав в виде глазури, который во время пайки распадается с образованием трехокиси бора. Трехокись бора реагирует с оксидами металлов с образованием соли борной кислоты, которая осаждается плотным слоем на поверхности металла. Получаемый защитный слой растворяет при пайке оксиды и загрязнения металла и образует метабораты. Вновь образованные метабораты растворяются имеющимися метаборатами натрия и отводятся ими от места образования, чтобы новые частицы трехокиси бора могли приблизиться к оксидному слою металла, а также вступить с ним в реакцию. Процесс продолжается до тех пор, пока все оксиды не будут растворены полностью.

Для улучшения действия буры и снижения температуры активности флюса к буре добавляют фтористые соединения.

Борный флюс — борная кислота и бура в весовом соотношении 1 : 1. Навески перемешивают и тщательно растирают в фарфоровой ступке, растворяют в дистиллированной воде при нагреве и кипятят до выпадения твердой фазы. Полученную смесь растирают до образования гладкой массы, разбавляя дистиллированной водой до получения жидкой пасты.

Раствор фтористого калия приготавливают, растворяя его в холодной дистиллированной воде до 20 %-ной концентрации. Приготовление фтористого калия ведется в обычной полиэтиленовой посуде.

Качество пайки и возможность получения паяного соединения во многом зависят от выбора флюса. При этом необходимо учитывать паяемый металл, состав припоя, способ нагрева, температуру и скорость пайки. Органические флюсы при действии на них открытого пламени быстро разлагаются и теряют свою активность, поэтому эти флюсы не следует применять при пайке газопламенными горелками. Пастообразные флюсы удобны при пайке в печах с защитной атмосферой. Если пайку проводят быстро, то необходим весьма активный флюс; при длительной пайке флюс может быть менее активен, но достаточно стоек против разложения.

Флюс должен обеспечить смачивание основного металла припоем и быть безопасным в работе. Пригодность флюса определяют на чистой пластине основного металла. Для этого на одну ее сторону наносят флюс, а другую сторону (снизу) нагревают горелкой. После испарения влаги на пластине остается белый налет, который затем плавится и равномерно растекается по металлу. Если при нагреве флюс собирается в шарики, он считается непригодным для данного металла. Способность к растворению оксидной пленки определяют после промывки пластины: если под слоем отмытого, расплавленного флюса остается чистая поверхность металла, то флюс достаточно активен и хорошо защищает поверхность данного металла от воздействия высоких температур пайки.

При пайке загрязненных деталей часто применяется паяльная кислота, приготовленная из соляной кислоты и металлического цинка, которая оставляет на месте пайки чешуйки загрязнений и ускоряет коррозию. Рекомендуемые ниже паяльные .жидкости не имеют упомянутых недостатков и заменяют паяльную кислоту.

1. Паяльная жидкость типа ЛВ-500: 1000 мл воды, 500 г хлористого цинка, 50 г хлористого аммония, 25 г этиленгликоля, 0,1 г метилоранжа. После тщательных растворения и перемешивания паяльная жидкость переливается через фильтр в бутыль. Это чистая сиропообразная жидкость темно-красного цвета.
2. Паяльная жидкость типа ЛВ-1000: 1000 мл воды, 1000 г хлористого цинка, 100 г хлористого аммония, 25 г этиленгликоля, 0,1 г метилоранжа. Ее можно использовать для конструкций из материалов, где необходимо выполнить быструю и прочную пайку, а также для загрязненных и необезжиренных мест. Все тщательно перемешать и перелить через фильтр в бутыль. Готовая паяльная жидкость чистая, сиропообразная, коричнево-красного цвета.
3. Паяльная жидкость для работ с жестью: 600 мл воды, 300 г хлористого цинка, 150 г хлористого аммония, 150 мл концентрированной соляной кислоты. Раствор перемешивается до тех пор, пока все компоненты полностью растворятся. Соляная кислота добавляется последней, когда растворится в воде все остальное.
4. Паяльная жидкость для загрязненных деталей: 350 мл воды, 320 г хлористого цинка, 32 г хлористого аммония, 400 мл глицерина, 0,1 г метилоранжа. Готовую паяльную жидкость переливают через фильтр в бутыль. Это сиропообразная жидкость коричнево-красного цвета. Достоинством этой эффективно действующей жидкости является ее медленная испаряемость, которая позволяет паять сильно загрязненные детали из железа и цветных металлов.