Торговый Дом «Аюрведа» — аюрведа оптом

Помните, что флюсу для пайки нужно время, чтобы подействовать. Срок может быть невелик, но он реален и должен учитываться. С другой стороны, окисление, достаточное для устранения межатомного притяжения, происходит мгновенно. Как только воздух соприкасается с чистым металлом, вся поверхность покрывается слоем оксида толщиной в одну молекулу, и поверхностная энергия теряется. Дальнейшее окисление может происходить со временем и снижать способность к пайке, но поверхностная энергия, необходимая для смачивания, мгновенно исчезает при начальном окислении. Итак, 9Окисление 0011 происходит мгновенно, тогда как раскисление требует времени.

Способность флюса удалять оксиды определяется его кислотностью, которую обычно называют «силой» флюса, за исключением химиков.[14]

Более сильные кислоты:

1. Работают быстрее, чем более слабые кислоты, и
2. Может раскислять более широкий спектр металлов. Флюс, способный раскислить олово или медь, может быть недостаточно кислотным для раскисления никеля или нержавеющей стали, но флюс, способный удалить оксид нержавеющей стали, может раскислить олово или медь.

Раскисление (как и окисление) — это химический процесс, который происходит быстрее при более высоких температурах. Часто флюс может быть некислотным при первом нанесении, но нагревание («активация») вызывает разложение изначально нейтральных соединений с образованием кислот. Некоторые флюсы, продаваемые как «нейтральные pH», нейтральны только до нагревания; при активации они образуют сильноагрессивные кислоты, некоторые из которых остаются после пайки и могут вызвать отказы. Другой тип потока с «нейтральным pH» начинается с очень сильной кислоты, которая нейтрализуется путем окисления при высокой температуре в присутствии кислорода. Даже кислоты, действующие при комнатной температуре, работают быстрее при более высоких температурах (обычно достигая максимальной активности при 300°F/150°C).

Кислотность часто рассматривается с точки зрения pH[15], но pH относится только к кислотности водных (водных) растворов. Большинство флюсов не на водной основе, поэтому значение pH не имеет значения. Спецификация кислотности неводных растворов — это «кислотное число» — сколько миллиграммов гидроксида калия (КОН, основание) требуется для нейтрализации одного грамма флюсовой кислоты, обычно записывается как мг КОН/г. Большее кислотное число означает более сильную кислотность.

Удаление окислов — это химическое перетягивание каната. Кислоты и металлы притягивают кислород, причем кислород в конечном итоге соединяется с материалом, который оказывает большее притяжение. Если притяжение флюса к кислороду больше, чем притяжение металла, оксидная связь разрывается, и кислород соединяется с кислотой. Если оксидная связь сильнее, чем притяжение кислоты, оксид останется неповрежденным. Более сильные (с более высоким кислотным числом) кислоты притягивают кислород с большей силой, чем более слабые кислоты. Следовательно, более сильнокислотные флюсы могут удалять более широкий спектр оксидов (или удалять такое же количество оксидов за меньшее время).

Учитывая, что более сильные кислоты более эффективны при раскислении, чем более слабые кислоты, использование самых сильных флюсов устранит все проблемы со смачиванием; все поверхности можно было бы паять, и производство было бы намного проще. К сожалению, кислотные остатки являются ионными (электрически заряженными атомами), а остатки после пайки называются «ионными загрязнениями». Ионы более сильных кислот несут более сильные электрические заряды, а это означает, что они обладают большей проводимостью (уменьшают поверхностное сопротивление изоляции, SIR) и потенциально вызывают коррозию. Другими словами, надежность снижается по мере увеличения кислотности потока.

Риск отказа от ионного загрязнения определяется кислотностью флюса (более высокая кислотность означает более высокий риск), а также влажностью . Риск серьезных утечек тока, дендритов и коррозии увеличивается с влажностью. Узлы, которые отлично функционируют на открытом воздухе в Аризоне (влажность близка к нулю), могут иметь высокий уровень отказов в Майами (очень высокая влажность) летом, несмотря на идентичное ионное загрязнение.

Выбор подходящей кислотности флюса требует баланса. Слишком сильное (что с точки зрения кислотности довольно мягкое для электроники) может привести к отказам от выхода из строя SIR или, что еще хуже, к коррозии. Слабее, чем продукт может выдержать, ограничивает диапазон припаиваемых деталей без дополнительного преимущества в надежности. Выбор «златовласки» — это самый сильный флюс, который не вызовет отказов из-за ионного загрязнения. Правильный выбор для одних типов электроники может быть неверным для других; единственный способ узнать это — провести тщательное стресс-тестирование окружающей среды.

Почему бы просто не удалить флюс после пайки? Разве очистка после пайки не позволит безопасно использовать очень сильные кислоты? Это действительно было бы так, если бы можно было добиться полного удаления. Но это невозможно. Или, точнее, нет никакой уверенности в том, что это возможно.

После пайки остаются остатки двух компонентов флюса: твердого вещества и кислоты. Остатки твердых веществ, особенно канифоли и некоторых смол, можно легко увидеть, но они практически не влияют на надежность. Канифоль, будучи непроницаемой для влаги, на самом деле повышает надежность, действуя как защитное покрытие.[16] Кислотные остатки (которые являются ионными – токопроводящими и потенциально коррозионно-активными), с другой стороны, не видны. Сборка с серьезным ионным загрязнением может выглядеть идеально чистой. С другой стороны, сборка с видимыми остатками канифоли может иметь идеальную надежность даже в условиях высокой влажности.

Другими словами, в мире электроники «чистота» — это не косметическое состояние. То, что видно, вероятно, не является проблемой надежности. То, что нельзя увидеть, может быть катастрофическим. Вопрос о том, насколько «чистый» является «чистым», был вечным вопросом на протяжении десятилетий.

Природа удаляемых материалов также может усложнить ситуацию. Канифоль не растворяется в воде (полярный растворитель), но ионные остатки растворяются только в полярных растворителях, таких как вода. И твердые вещества, и ионики другого класса флюсов (так называемые «органокислотные» флюсы) растворимы в воде, но не в неполярных растворителях, таких как спирт.

Материалы, подлежащие удалению, могут быть растворимы в чистящем растворителе, но только в том случае, если растворитель достигает их. Современные электронные блоки с корпусами компонентов для поверхностного монтажа, почти касающимися печатной платы, делают практически невозможным полный контакт между очищающим растворителем и загрязняющими веществами. Проблема заключается в относительном поверхностном натяжении флюса и очищающих растворителей. Флюсы на спиртовой основе (наиболее распространенный тип) имеют очень низкое поверхностное натяжение и проникают в небольшие зазоры и капилляры. Они легко протекают под низко расположенными компонентами для поверхностного монтажа. Но удаление ионов требует использования полярных растворителей, наиболее распространенным из которых является вода. Однако поверхностное натяжение воды намного выше, чем у спирта (флюса), что препятствует проникновению в полости. Еще больше усложняет ситуацию то, что сама водопроводная вода содержит ионы, которые сами загрязняют электронные схемы. Удаление ионов из воды («деионизированная вода») вызывает увеличение поверхностного натяжения. Поверхностно-активные вещества часто добавляют для снижения поверхностного натяжения промывочной воды, но в результате раствор имеет более высокое поверхностное натяжение, чем флюс. Распыление, ультразвуковая вибрация и другие гидравлические силы применяются для нагнетания очищающего раствора в труднодоступные места, но нет способа определить, является ли результатом адекватное удаление всех остатков флюса. Проще говоря, невозможно гарантировать, что очистка приведет к приемлемой чистоте. Ионного вещества, сконцентрированного на небольшой площади проводников, таких как выводы компонентов, может быть достаточно, чтобы вызвать отказ, даже если остальная часть схемы полностью свободна от ионных остатков.

Очистка не только не гарантирует надежность, но и стоит дорого. Очистка может быть дороже, чем сама пайка.

Если чистка стоит дорого и ненадежно, зачем чистить? Использование флюса, который можно оставить на сборке без ухудшения надежности, дешевле и надежнее. Не существует «чистых» флюсов, которые идеально подходят для большинства приложений, связанных со сборкой электроники. Но то, что на этикетке флюс называется «без очистки», еще не гарантирует, что он действительно безопасен.

Это первая часть двухчастного объяснения флюса для пайки. Мы рассмотрели фундаментальную науку. Часть 2 объяснит особенности флюсов для электроники, включая различные типы, системы классификации, как читать спецификацию флюса и выбрать идеальный флюс для любой ситуации.

Справочник по проектированию для сборки

[1] Большинство бессвинцовых припоев состоят в основном из олова. Свинец в оловянно-свинцовом припое относительно инертен по сравнению с оловом.

[2] Точнее, Cu ₃ Sn образуется, когда припой находится в жидком состоянии. Интерметаллид в форме Cu ₆ Sn ₅ с температурой плавления 779°F/415°C продолжает образовываться с очень низкой скоростью после замерзания припоя.

[3] Окисление первоначально означало образование нового вещества путем добавления оксида. Для металлов это приводит к передаче электронов от металла к кислороду. Химики теперь используют термин «окисление» для обозначения потери электронов атомом при формировании молекулы, даже если кислород не участвует. Когда металлы соединяются с кислородом, металлы отдают электроны кислороду.

[4] Золото не окисляется. Однако он реагирует с некоторыми другими элементами, такими как сера, с образованием сульфидов, которые, как и оксиды, пассивны.

[5] Точнее, поскольку атомы атмосферного кислорода обычно путешествуют парами (O ₂ ), поры оксида должны быть больше, чем молекула кислорода.

[6] Кроме того, в отличие от оксида нержавеющей стали, ржавчина имеет тенденцию отслаиваться и обнажать нижележащее железо.

[7] В то же время, часть B не может быть припаяна, если часть A не поддается пайке, хотя часть A может поддаваться пайке, но это не относится к части B.

[8] Флюс должен работать быстрее при ручной пайке, чем при поверхностном монтаже оплавлением или припоем волной. При ручной пайке тепло для активации флюса исходит от утюга, и припой плавится вскоре после нанесения утюга. При машинной пайке тепло применяется в течение многих минут, прежде чем припой расплавится (или, при пайке волной припоя, коснется области, подлежащей пайке). Этот длительный предварительный нагрев означает, что активированный флюс имеет больше возможностей для удаления более толстых оксидов. Однако время работы не имеет значения, если проблема пайки связана с типом металла, а не с количеством оксида.

[9] Шлифование труб, которые могут иметь очень толстые оксидные слои, удаляет самые тяжелые оксиды и снижает объем работы, требуемой от флюса.

[10] Компоненты (размещенные на заготовках для пайки) помещаются в печи, заполненные водородом и (инертным) газообразным азотом. При температуре примерно 660°F/350°C активированный водород отделяет кислород от оксида компонента (образуя водяной пар). Модули выходят из печи с полностью смоченными паяными соединениями и без остатков флюса.

[11] Раскисление — это эндотермическая химическая реакция, то есть реакция требует тепла и протекает быстрее при более высоких температурах, которые достигаются только после полного испарения растворителей. Испарение спирта требует мало энергии, но испарение воды требует значительной энергии.

[12] ЛОС в сочетании с оксидами азота образуют озон, основной компонент городского смога.

[13] Существует разница между водорастворимым и водорастворимым. Остатки флюсов на спиртовой основе могут быть растворимы в воде. Это важное соображение при очистке после пайки.

[14] С точки зрения непрофессионала, сила кислоты обычно рассматривается как pH, где 7,2 соответствует нейтральному значению, а меньшие числа указывают на «более сильную» кислоту. Однако химики используют понятия «сильный» и «слабый» совершенно по-разному. «Слабые» кислоты в химическом отношении — это кислотные соединения, которые хотя бы частично сохраняются в воде. «Сильные» кислоты полностью разлагаются («ионизуются») в воде. Из множества кислот только 7 являются «сильными» кислотами; все остальные «слабые». Слабые кислоты (в отличие, например, от соляной кислоты, которая сразу же разделяется с выделением ионов водорода и хлора). Плавиковая кислота — одна из самых сильных кислот — классифицируется как «слабая» кислота, потому что в воде она практически не изменяется. Для наших целей мы будем использовать «сильный» и «слабый» для обозначения кислотной активности.

[15] Как отмечалось ранее, газообразный водород можно использовать в качестве флюса. Элементарный водород является ионным (H+) и очень реакционноспособным. Это также часть кислоты, ответственная за раскисление; раскисление всегда производит воду в дополнение к солям металлов. pH (происходит от старого термина «сила водорода») определяется H+ или гидроксильными ионами (HO) в воде. При 7,2 содержание H+ равно содержанию HO. Ниже 7,2 H + превышает количество HO, а выше 7,2 (основной) больше ионов HO. Чем больше концентрация ионов Н+, тем ниже рН и сильнее кислота.

[16] Остатки канифоли отрицательно влияют на адгезию некоторых фактических конформных покрытий, могут загрязнять испытательные зонды и остаются липкими до отверждения. Однако современные «нечистые» канифольные флюсы оставляют очень мало следов.

Что такое флюс в сварке и для чего он нужен?

Флюс для дуговой сварки состоит из минералов, легирующих материалов и химических добавок. Его основной целью является предотвращение вредных реакций расплавленного металла и присадочного материала с атмосферными газами в качестве альтернативы защитному газу.  

Производители часто наносят или интегрируют флюс в расходуемый электрод для простоты использования. Просто сварите, и по мере того, как электрод расходуется и заполняет шов, одновременно наносится флюс.

Нет необходимости отдельно выбирать, покупать, обрабатывать или наносить флюс. По этой причине дуговые сварщики используют предварительно изготовленную комбинацию флюса и электрода для большинства сварных швов. Но для специальных применений флюс может потребоваться использовать другими способами.

Флюс не только защищает сварные швы от химически активных газов в атмосфере, но и обеспечивает стабильность дуги. Эта комбинация характеристик помогает создавать прочные, привлекательные сварные швы без использования защитного газа.

Однако при дуговой сварке используется множество смесей флюсов, в зависимости от свариваемого металла, и флюс можно использовать с использованием различных методов.

Итак, мы собрали в этой статье необходимую информацию, чтобы представить, что такое флюс и как он проявляется при дуговой сварке.

Что такое флюс?

Флюс представляет собой сложную композицию, состоящую из органических и неорганических материалов. Различные ингредиенты имеют специфическое применение, например, для производства защитного газа или создания шлака, предназначенного для работы с конкретными приложениями.

Например:

• Кремнезем и известь – часто используются в качестве флюсов.
• Диоксид титана и железный порошок – могут добавляться для получения шлака.
• Хлорид аммония, смоляные кислоты, хлорид цинка, соляная кислота и бура – могут использоваться в смеси для улучшения или придания определенных свойств.
• Древесная мука, известняк и целлюлоза – могут использоваться для получения газов, защищающих сварной шов от атмосферных газов.

Как видите, внутри флюсовой смеси происходит серьезная химия. Фактическая смесь флюса зависит от свариваемого металла и конкретного сплава этого металла. Таким образом, важно иметь правильный флюс для сварки, которую вы выполняете.

Как работает Flux?

Флюс «вплавляется» в сварочную ванну, где поднимается вверх и образует шлак. Он одновременно реагирует с теплом и выделяет защитный газ. Таким образом, шлако-газообразование защищает сварной шов от природных реактивных газов в атмосфере.

Но образование шлака также очищает сварной шов, что, безусловно, хорошо. Но как только сварной шов затвердеет, вы должны удалить шлак с помощью проволочной щетки, отбойного молотка или угловой шлифовальной машины.

Образующийся при использовании флюса шлак является причиной того, что некоторые сварщики называют любой сварочный процесс, в котором используется флюс, «шлаковой сваркой».

В каких процессах дуговой сварки используется флюс?

Процедуры использования флюса при дуговой сварке могут различаться. Но два наиболее распространенных типа использования флюса включают заводское нанесение флюса на электроды или порошковую проволоку.

Менее распространенный метод включает заливку флюса в виде покрытия на дугу, что известно как дуговая сварка под флюсом.

Давайте поближе познакомимся со всеми тремя.

Flux-Core

Flux-core использует порошковую проволоку, где расходуемый электрод представляет собой полую проволоку с внутренней сердцевиной из флюса.

Эта порошковая проволока с металлическим внешним «рукавом», называемым оболочкой, позволяет выполнять сварку, аналогичную сварке MIG. Дополнительным преимуществом является то, что вы можете выполнять сварку без газового баллона, при этом обеспечивая простую и быструю подачу проволоки, которая позволяет достичь высокой производительности, с которой не может сравниться сварка электродом.

Иногда сварку с флюсовой проволокой называют безгазовой сваркой MIG, и она популярна, например, в ветреных условиях, когда защитный газ становится бесполезным, поскольку его сдувает.

Как мы уже упоминали, это похоже на сварку MIG, за исключением бензобака. Но его почти так же легко освоить, поэтому он так популярен. Кроме того, при сварке порошковой проволокой в ​​целом образуется меньше шлака, чем при сварке электродом. С другой стороны, сварочная ванна не такая четкая, как при сварке электродом.

Подробнее : Сварка с флюсовым сердечником и сварка MIG: различия в сравнении

Сварка электродом

Стержни для сварки электродом имеют твердый расходуемый электрод в центре с внешним флюсовым покрытием. Состав варьируется в зависимости от того, что вы свариваете, поэтому необходимо покупать электрод, предназначенный для свариваемого металла.

Как только вы приобретете нужный сварочный пруток, у вас будет центр расходуемого электрода, который является присадочным материалом. Кроме того, поскольку производитель наносит правильную смесь флюса на заводе на внешнюю сторону электрода, вы также получаете правильный флюс.

Флюс плавится при более низкой температуре, чем основной металл, и поднимается к верхней части расплавленного сварного шва. При охлаждении флюс превращается в так называемый «шлак». Поднимающийся вверх флюс способствует образованию защитного газа и защитного шлака, защищающего горячий стык.

Сварка электродом – это классический процесс, используемый в цеху или в полевых условиях, и необходимое оборудование не так уж дорого. Эти особенности делают его еще одним популярным выбором сварщиков на основе флюса.

Дуговая сварка под флюсом

Несмотря на то, что дуговая сварка под флюсом не так популярна, как только что рассмотренные два предыдущих варианта использования флюса, она является довольно распространенной практикой. В этом методе электрод непрерывно подается в соединение, как и при сварке порошковой проволокой. Но главное отличие заключается в том, как применяется флюс. Он не содержится в электроде или на нем.

Используемый флюс представляет собой гранулированный порошок, который наносится слоем на дугу через отдельную подающую трубку. Поскольку этот процесс обычно используется, когда необходимы большие объемы, этот процесс обычно автоматизирован.

Часто задаваемые вопросы

Трудно ли использовать Flux?

Системы подачи проволоки с флюсовым сердечником не такие плавные, как обычные сварочные аппараты MIG. Однако, пропустив несколько бусинок, вы заметите, что это не намного сложнее.

Защитная металлическая дуга непроста для многих начинающих сварщиков. Электроды имеют много общего с этим. Я обнаружил, что с сварочными прутьями с большим количеством флюса легче работать.

Каждый стержень предназначен для разных целей, о чем следует помнить при выборе электрода.

Сварка под флюсом хорошего качества?

При использовании порошковой проволоки может быть труднее увидеть сварочную ванну, что может привести к менее приятным сварным швам. Но с практикой вы сможете делать приличные сварные швы.

Аналогичным образом, при сварке стержнем сварные швы будут получаться некрасиво, если выполнять их с недостаточными навыками. Он также может сделать красивые сварные швы, если все сделано правильно.
Когда вы удалите шлак, вы обнаружите истинный характер ваших сварных швов.

Можно ли использовать Flux в помещении?

При использовании проволоки с флюсовым сердечником выделяется больше потенциально токсичных паров, чем при использовании обычной установки MIG. Сам флюс предназначен для выделения газов, достаточно сильных для защиты расплавленного металла.

Если вам предстоит сварка в помещении, позаботьтесь о том, чтобы помещение как можно лучше проветривалось.

Обеспечивают ли методы на основе флюса прочные сварные швы?

Да, сварные швы могут быть высокопрочными. При надлежащем уходе и внимании сварные швы будут такими же прочными, как и при любом другом методе сварки. Проникновение обычно глубже при использовании флюса, что помогает обеспечить дополнительную прочность.

Достаточно ли просты методы на основе флюса для использования любителем?

Использование порошковой проволоки — отличный способ научиться сварке. Это простой способ освоить новый навык.

Обучение точечной сварке зависит от используемого электрода. Если вы выполняете плоские горизонтальные сварные швы на тяжелых материалах, 7024 — ваш лучший друг. Итак, это хорошее место для начала, тогда переход с электродов 7024 на 7018 для вертикальных сварных швов не такой уж большой скачок.

Подведение итогов

Сварка под флюсом играет важную роль в мире дуговой сварки. Смеси могут быть сложными и разнообразными, поэтому вы должны убедиться, что у вас есть правильный флюс для металла, который вы свариваете.

Но если вы свариваете клеем или порошковой проволокой, флюс «предустановлен» для вас до тех пор, пока вы получаете правильный электрод/проволоку для соединения.

Поскольку флюсовые смеси предназначены для производства шлака и газа, они защищают горячий расплавленный металл вместо защитного газа.