Ювелирное обозрение

Пайку металлов проводят, предварительно удаляя с их поверхности следы оксидов. Для этого применяют флюсы. Они должны предотвращать окисление при нагреве и стимулировать хорошего растекание расплавленного припоя.

Для пайки медных изделий идеально соответствует всем требованиям припой из буры. Вещество известно со средних веков. Добывали его в озерах Индии, Тибета, затем перевозили в Европу, где использовали для обработки тканей и кожи, производства стекол.

Бура широко применяется для работы с металлами. При изготовлении или ремонте металлических изделий проводится пайка бурой. Прежде всего, метод применяют для деталей из меди, латуни. Особенную разновидность этого флюса используют при ремонте ювелирных изделий.

Состав и свойства

Точное происхождение исторически сложившегося, тривиального названия окончательно не выяснено. Согласно химической номенклатуре бура – кристаллогидрат натриевой соли тетраборной кислоты.

Если в состав входит 10 молекул воды, то вещество называется декагидрат тетрабората натрия. Существуют виды кристаллогидрата с пятью молекулами воды.

Они называются пентагидратами тетрабората натрия. Строго говоря, состав буры представляет собой соль, окруженную гидратной оболочкой из 10 диполей воды.

При 64 ℃ декагидрат расплавляется, постепенно теряет воду. Полное обезвоживание буры происходит при 380°. Образующийся тетраборат стойко выдерживает нагревание до 742° и только потом расплавляется.

Такое поэтапное плавление буры несколько смущает обычных потребителей, привыкших к тому, что вещество плавится строго при одном значении температуры. Специфика объясняется присутствием молекул воды в кристаллогидрате. Эта особенность упрощает применение буры при пайке.

Качество вещества нормировано государственным стандартом. Существует две марки сырья, представляющего собой техническую буру:

• марка А – это 99,5%-ный декагидрат соли. Остальные 0,5% состоят из карбонатов, сульфатов, мизерного количества соединений свинца и мышьяка;
• марка Б — 94%-ный декагидрат, содержание примесей в котором составляет 6%.

Обе марки не очень устойчивы. Срок хранения технической буры не должен превышать полгода. В качестве флюса рекомендуют применять буру марки Б. Она полностью соответствует требованиям пайки, стоит дешевле, чем сырье марки А.

Преимущества и недостатки

Флюс, приготовленный на основе буры, очень популярен. Этот материал всегда есть в продаже. Для пайки медных изделий бура – самый доступный флюс, имеющий бюджетные цены.

Буру также используют для пайки некоторых видов сталей, ювелирных сплавов. Для процесса подходят припои с содержанием меди или серебра. Паяльные швы при необходимости всегда можно просто распаять.

В зависимости от элементного состава деталей можно пользоваться не только кристаллическим порошком, но и раствором. Кристаллогидрат прекрасно растворяется в воде.

Существуют некоторые сложности при использовании буры. Место припоя после окончания пайки покрыто налетом. Его нужно механически очищать.

Срок хранения материала ограничен, беречь его нужно в сухом месте. Несмотря на это, бура остается востребованной на производстве и в домашнем хозяйстве.

Применение порошка для латуни и меди

Практики часто используют флюс, который хранился дольше положенного времени. Для пайки латунью буру стоит заново переплавить. Охлажденный порошок нужно поместить в банку с герметичной крышкой. Пренебрежение этой процедурой может испортить работу из-за накопившихся при хранении шлаков.

В начале пайки рабочую зону надо прогреть до хорошо заметного красного цвета. Нагрев стоит начинать сначала по краям, а затем уже непосредственно в месте пайки.

Затем нагретую зону следует постепенно посыпать флюсом, дождаться пока он растечется в виде пленки по краям детали. В этот момент разогретый латунный припой нужно окунуть в расплав буры, чтобы он покрылся горячей флюсовой пленкой.

Как показывает опыт, место пайки имеет при этом красный цвет, расплав буры окрашен в синеватые цвета. Очень долго держать припой во флюсе нельзя. Могут образоваться оксидные шлаки.

Затем следует опять прогреть рабочую зону. Латунь приобретёт оранжевый светящийся вид. Можно приступать непосредственно к проведению пайки. Если все сделать верно, припой заполнит все зазоры.

Место пайки станет золотистым. Когда процесс закончен, горячую зону нужно присыпать порошком буры и оставить остывать. Детали из меди в горячем (200 ℃) состоянии можно поместить в смесь, содержащую поровну ацетон и воду, или просто в воду. Резцы имеет смысл погрузить в горячий песок.

Правильно сделанное соединение имеет прозрачную пленку с легким синим оттенком. На нем нет капель припоя. При неправильно выполненной пайке шов покрывается черной пористой коркой.

Причиной может быть перегрев рабочей зоны, вследствие которого образовались шлаки, или плохое качество флюса на основе буры. Так проводят пайку латуни и других медьсодержащих сплавов.

Применение растворов

Для более легких металлов применяют раствор буры. Работать с жидким флюсом гораздо проще, достаточно просто окунуть в него деталь и начинать пайку. Подобным способом паяют ювелирные изделия, контакты, провода, другие мелкие детали.

Иногда присутствия только буры в составе флюса недостаточно. В таких случаях для пайки применяют смеси. Распространенная добавка, помогающая справиться с задачей, – борная кислота.

Обычно кислоту и буру берут в равных частях. Иногда применяют фториды цинка, хлориды калия, соли других щелочных металлов. Порошки тщательно растирают пестиком в фарфоровой ступке. Можно брать ступку из другого материала, главное, чтобы он не поглощал смесь буры.

При любой пайке сначала проводят зачистку концов деталей. Делать это можно наждачной бумагой, жесткой щеткой или надфилем. Затем насыпают тонкий слой порошка.

Раствор можно наносить кисточкой или простым окунанием детали. Затем рабочую зону равномерно прогревают, не достигая плавления деталей, проводят пайку с требуемым припоем. Он должен хорошо растечься в месте соединения тонким слоем.

Процесс легко выполним в домашних условиях. На производстве для постоянной работы удобна паяльная станция. Существует несколько видов установок с различной комплектацией.

Они производятся в нашей стране и заграницей. Всегда можно подобрать модель, подходящую по набору функций и стоимости.

Соединение медных труб

Трубопроводы из меди – дорогое удовольствие. Вложение денег может быть оправдано при тщательно проведенном монтаже, который часто проводят методом капиллярной пайки с использованием буры в роли флюса.

Стоит отметить, что сегодня, продаются и другие флюсы, более удобные в применении. Одну трубу вставляют во вторую или фитинг так, чтобы зазор не превышал 0,4 мм.

Время пайки невелико, составляет 3 минуты. Важно, чтобы детали при работе оставались неподвижными. Чтобы порошок буры прилип к поверхности, медь вначале прогревают горелкой.

Для труб с диаметром до 108 мм процесс пайки проводят при низких температурах, не превышающих 450°. Шов получается широкий (до 50 мм), но не очень прочный. Широкие трубы, с диаметром больше 159 мм, паяют при высоких температурах. Выполнить процедуру могут только профессионалы.

В обоих случаях расплав припоя хорошо проникает в капилляры деталей, что способствует образованию прочных соединений. Остатки буры рекомендуется удалять.

Нужно помнить, что пайка сопровождается образованием дыма, поэтому работать можно только в проветриваемых помещениях.

Бура – это порошок, который добавляется в так называемые высокотемпературные флюсовые смеси для пайки металлических изделий. Температура плавления буры довольно высокая – 700 – 900°С.

Бура для пайки очень удобна в техническом использовании, все ее свойства хорошо известны, удобны и описаны в специальном регулирующем документе – ГОСТе 8429-77.

Где и как бура применяется?

С химической точки зрения бура – это соль натрия со сложным названием «декагидрат тетрабората натрия». С ее участием в роли активного элемента в защитной флюсовой смеси проводится соединение самых разных металлов, вплоть до сложных и капризных сплавов, к примеру, меди.

При высокой температуре бура начинает плавиться, вследствие чего происходит очистка свариваемых поверхностей с одновременным растворением окислов в раскаленной флюсовой смеси.

Суть этого процесса – образование солей с их последующей поверхностной кристаллизацией. Данный кристаллический налет после процесса сварки легко убирается.

Как готовится флюс с бурой?

Флюсовая борная смесь для использования в работе с металлами имеет свои особенности и готовится следующим образом: к примеру, буру для пайки латуни перемешивают с борной кислотой в равных пропорциях.

Смесь следует хорошенько перетереть в специальной химической посуде, а затем выпарить всю жидкость для финишного сухого остатка. Затем в полученное вещество добавляются соли фтора и хлора. В итоге формируется активный флюс, который станет отличным помощником в нагревании металлических деталей самого разного типа.

Достоинства применения буры в работе с металлами

Особенно ярко эти достоинства проявляются в процессах пайки бурой медных труб, который часто являются важными составными частями современных трубопроводов. Такие технологии сейчас в большой моде.

Они используются как при соединения новых труб, так и при качественном ремонте старых трубопроводов, бывших в эксплуатации в течение долгого времени.

Самая главная роль буры в составе флюса – это удаление оксидной пленки с металлической поверхности и активация растекания жидкого припоя по поверхности деталей.

Вот ее технические преимущества:

• Слиянию поддаются детали из металла в любом, даже самом «неудобном» сочетании.
• Соединения выходят прочными и надежными даже между металлами и неметаллическими материалами.
• Работу можно начинать с металлами, имеющими любую исходную температуру.
• С помощью данной технологии детали можно не только соединять, но и эффективно разъединять – их можно без проблем распаять.
• Отличие пайки от классической сварки в том, что основной металл не плавится, и поэтому нет явления под названием «коробление». В результате детали никак не деформируются.
• Бура помогает эффективной сцепке припоя с металлическими поверхностями.
• Техническая бура незаменима при способе, который называется «капиллярной пайкой»: она влияет на ее производительность.
• Паяные соединения характеризуются высоким качеством и долговечностью.

Этапы пайки с бурой

Весь процесс состоит из последовательных этапов, выполнение которых является обязательным:

• Тщательная подготовка поверхностей заготовок перед нагревом.
• Чистка проводится для избавления от окисных пленок, здесь как раз и нужна техническая бура.
• Паяльной лампой производится нагрев свариваемых поверхностей до нужной температуры.
• В пространство между деталями вводится разогретый металлический припой в жидком состоянии.
• Суть соединения – объединение основного металла с жидким металлическим припоем в хорошо разогретом состоянии.
• Процесс заканчивается при окончательной кристаллизации припоя.

Пайка медных труб с использованием буры

Для начала нужно запастись необходимыми инструментами и материалами:

• паяльная лампа или газовая горелка;
• специальный припой, выбранный с учетом природы металлов, которые нужно спаять;
• бура с оптимальными свойствами согласно ГОСТу 8429-77;
• металлические щетки для очистки деталей;
• инструмент для резки металла;
• кисти для покрытия деталей флюсовым слоем.

Отдельного предупреждения заслуживает выбор газовой горелки. Дело в том, что эти приспособления предлагаются на рынке в огромных количествах и в разных моделях.

Модным приспособлением в газовых горелках является система автоматического пьезорозжига.

А теперь основные этапы процесса пайки с использованием буры для соединения двух медных труб:

1. Тщательная чистка поверхностей внутри труб специальными щетками с металлической щетиной.
2. Теперь чистка наружных поверхностей труб с помощью шкурки.
3. Нанесение технической буры с помощью кисти.
4. Стыковка труб, которые покрыты флюсовым слоем, друг с другом.
5. Разогрев деталей газовой горелкой. Действие пламени должно длиться не меньше 20-ти секунд.
6. На рабочий участок вводится припой, который также расплавляется под действием горелки. Припой наносится максимально равномерным слоем.

Контроль качества соединения с использованием флюса из буры проводится разными методами: разрушающими и неразрушающими. Чаще всего вполне достаточно внешнего осмотра для определения возможных дефектов. Это делать можно даже с лупой.

Пайка – это соединение деталей между собой, для соединения этих деталей используется два основных компонента, это припой и флюс. Ни один процесс пайки не обходится без таких материалов как припой, флюс, канифоль, некоторые радиолюбители используют паяльные кислоты, различные смеси и прочее. В этой статье о них и поговорим.

Припой (олово)

Припой – это металл или сплав, применяется для соединения и пайки радиодеталей, имеет температуру плавления ниже, чем соединяемые металлы. Припой прочно соединяет радиодетали между собой, растекается по нему и заполняет зазоры или отверстия между соединяемыми деталями.

Припои бывают мягкие – температура плавления до 300°C и твёрдые – выше 300 °C. Мягкими припоями являются оловянно-свинцовые сплавы.

Продается они в катушках, тюбиках или же в виде прутков. Припои продаются даже с флюсом, такие легче плавятся и канифоль для пайки радиодеталей обычно не требуется. Радиолюбители часто применяют припой марки ПОС-61.

При использовании низкотемпературных припоев необходим специальный флюс, поскольку стандартный флюс при низких температурах малоактивен.

У бессвинцовых припоев температура плавления либо выше, либо ниже чем у свинцовооловянных видов припоя. Оловянно-свинцовые припои смачиваются лучше чем бессвинцовые, паять ими удобнее. Швы при использовании бессвинцовых припоев, возникающие при длительной эксплуатации также хуже, чем у припоев, содержащих свинец.

Канифоль

Канифоль бывает еловая или сосновая, применяют для пайки радиодеталей совместно с припоем, канифоль ускоряет пайку и способствует быстрому лужению радиодеталей. Канифоль помогает припою прилипнуть к поверхности и растекается по ней блестящей пленкой. После этого деталь очень легко припаивается.

Перед началом пайки разогретый паяльник сначала "макают" в канифоль, затем жалом паяльника дотрагиваются до припоя, после чего уже прикасаются к месту спаивания деталей. Количество канифоли здесь играет немаловажную роль и жалеть ее не надо Есть и другие способы нанесения канифоли, например, поднося кусочек к месту пайки, так например лудят вывода радиоэлементов или залуживают провода, всё зависит от конкретного случая.

Флюс

Флюс предназначен для удаления окислов или жировых загрязнений с поверхности металла, улучшения растекания жидкого припоя и для смачивания места пайки.
С помощью флюса вывода радиодеталей залуживаются и паяются очень быстро. Флюсы бывают химически активными (кислотными) и пассивными (нейтральными). Активными флюсами называют те флюсы, в составе которых присутствуют вещества, способные вступать во взаимодействие с металлом, это кислоты, хлористый цинк. При использовании таких флюсов паяльные швы подвергаются коррозии, что конечно же является недостатком этих видов флюсов. Но это не означает что применять такие флюсы нельзя, можно, только после того как закончите работу, плату нужно очистить от этого флюса. Одним из таких флюсов является флюс ЛТИ-120.

Многие радиолюбители применяют нейтральный флюс СКФ, такой флюс состоит из: спирта

40% и абсолютно не вреден для печатных плат.

Такой флюс можно изготовить и самому в домашних условиях, для этого берется спирт (70-90%), можно приобрести например в аптеке, и канифоль, ее нужно измельчить. Затем наливаем спирт в небольшую емкость, например в тюбик, и туда насыпаем крошки канифоли, в процентном соотношении примерно 70% спирта и 30% канифоли, затем закрываем пробку и взбалтываем до тех пор, пока канифоль полностью не растворится.

Флюсы бывают для пайки алюминия, нержавеющей стали, латунных, медных и стальных изделий, в виде раствора или порошка. В обычных условиях алюминий с трудом поддается пайке, так как на его поверхности после очистки мгновенно снова образуется оксидная пленка. Поэтому после зачистки место будущего спая на алюминии или его сплавах немедленно заливают заранее расплавленной канифолью. Пайку ведут мощным (не менее 100 Вт) паяльником, используя припой, состоящий из 80% олова и 20% цинка или 95% олова и 5% висмута. Припой набирают на паяльник и переносят на защищенную канифолью поверхность спая. Залуженный таким образом алюминий сравнительно легко поддается спаиванию. К его луженой поверхности можно припаять, например, медные провода.

Паяльная паста

Паяльная паста представляет собой пастообразное вещество, состоит из мельчайших шариков припоя, флюса и различных добавок. Паяльные пасты бывают безотмывочные и водосмываемые, последние содержат активные вещества, частицы которых могут стать причиной коррозии, если не удалить их с поверхности печатной платы.

Паяльная паста в основном применяется для поверхностного монтажа, для чип (SMD) радиодеталей и особенно удобны для пайки в труднодоступных местах. Пайка радиодеталей такой пастой осуществляется с помощью паяльной (фен) или ИК станции. Если вкратце, то технология следующая, сначала наносят капли пасты на места будущего спая, располагают радиодетали и нагревают.

Последовательность действий при пайке следующая:

1. Сначала поверхность платы нужно очистить, обезжирить и высушить. Для ускорения сушки можно воспользоваться феном.

2. Печатную плату необходимо надежно зафиксировать в горизонтальном положении, чтобы компоненты не слетели.

3. Паяльную пасту нужно наносить на печатную плату в местах будущей спайки, добиться чтобы вся паяемая поверхность была смочена пастой.

4. На плату устанавливаются детали: чип резисторы, конденсаторы, микросхемы и пр…
Постарайтесь добиться точного совмещения ножек микросхем и компонентов на печатной плате.

5. В идеале плату нужно подогревать еще и снизу, через пару минут фен устанавливается на температуру 150*C и несильной струей воздуха чтобы не сдуть детали, прогревается паяемая верхняя сторона платы вместе с установленными деталями. Прогрев продолжается до тех пор, пока флюс из паяльной пасты не испарится. Далее фен устанавливается на температуру около 240*C (температура плавления оловянно-свинцовой паяльной пасты около 200*C), и поверхность платы снова прогревается, при этом частицы припоя в пасте должны оплавиться и сформировать аккуратную пайку.

6. После окончания пайки плате нужно дать время остыть, затем можно ее промыть

Паяльный жир и паяльная кислота

Паяльный жир (бывает активным и нейтральным) нужен для тех же целей, что и канифоль, снимать невидимую оболочку-окисел с металла и улучшать пайку. Но если канифоль не справляется с этой задачей и эту оболочку со стали снять не может, то паяльный жир – пожалуйста!

Если металл не хочет лудиться, применяют паяльную кислоту. Преимущества кислоты в том, что она быстрее и качественнее обезжиривает детали для пайки, чем канифоль и жир паяльный.

Недостаток ее в том, что после пайки она еще долго реагирует с металлом, а также является очень неплохим проводником электрического тока, поэтому ее никогда уважающие себя электрики и электронщики не используют, им ни к чему посторонние пути прохождения тока.

Медь, бронзу, латунь можно паять канифолью или флюсом, свинец канифолью не будет паяться, нужно паять паяльным жиром. Если никель, сталь или железо то применяют паяльную кислоту, после пайки остатки кислоты нужно смыть водой. Если есть вариант выбора, то стоит выбирать все таки паяльный жир, т.к. он совмещает в себе преимущества и кислоты и жидкой канифоли (флюса).

Бура

Это высокотемпературный флюс (700-900*С), буру используют как флюс для пайки сталей, чугуна, меди и её сплавов среднеплавкими медными, латунными, золотыми и серебряными припоями. Расплавленная бура растворяет окислы металлов и очищает поверхность спаиваемых деталей. После применения буры при пайке необходимо удалять оставшиеся соли, применяя механическую зачистку.

Бура с борной кислотой при смешивании по весу один к одному образует борный флюс. Нужно перемешать составляющие, тщательно растереть в фарфоровой ступке, нагревая растворить в дистиллированной воде и выпаривать до твёрдого остатка. Для повышения активности флюса в смесь добавляют фтористые и хлористые соли.

Оксидал

Применяется для очистки жал паяльников или для пайки окисленных выводов радиодеталей. Для лучшего действия оксидала паяльник должен быть не менее 40 ватт. Продается оксидал в виде порошка, при работе с ним он выделяет неприятный запах и место около пайки покрывается "инеем". После пайки оксидалом остатки удаляются механическим путем.

Цапонлак

Цапонлак применяют для покрытия печатных дорожек с целью защиты их от внешних воздействий, например для защиты от влаги. Со временем на местах спайки радиодеталей могут появляться микротрещины, а проникновение в трещину паров воды со временем вызывает образование не проводящих тока оксидов. Цапонлак, нанесенный на точку пайки, образует прочную поверхностную упругую пленку и защищает это место от влаги.

Цапонлак бывает разных цветов: зеленого, красного, синего… Наносить его на плату лучше кисточкой или мягкой губкой. Покрывать цапонлаком (и вообще любыми ацетоносодержащими веществами) печатные платы целиком не рекомендую. Для этих целей продаются специальные бесцветные лаки.

Плата, покрытая цапонлаком:

Цапонлак удобно применять для фиксации резьбовых соединений, например чтобы не развинчивалась гайка.