Паяльный жир, его состав и применение в качестве активного и нейтрального флюса

Основы пайки и техническая химия для паяльного процесса 13

В предыдущей статье мы рассматривали один из традиционных видов флюсов, используемых для пайки микросхем — канифоль, а также его преимущества и недостатки. Сегодня мы рассмотрим еще один вид флюсов — паяльный жир.

В каталоге Radio-sale.ru многие посетители, интересующиейся технической химией, уже наверняка заметили наличие такого товара, как “жир паяльный”.

Но если о канифоли в качестве флюса знают практически все, кто сталкивался хоть раз в своей жизни с паяльным делом, то о таком варианте, как паяльный жир, задумывались далеко не все и даже далеко не все знают о нем.

Скажем сразу, что паяльный жир как разновидность флюса занимает особое место и поэтому отчасти любителям, особенно новичкам, это вещество мало или почти неизвестно.

Но настоящие профессионалы про паяльный жир знают хорошо и активно его применяют, так как благодаря ему качество пайки значительно повышается.

Паяльный жир имеет, как вы уже догадались, особый химический состав и консистенцию, что внешне делает его очень похожим на жировые отложения животного происхождения. Именно это и привело к столь необычному названию.

Состав и свойства паяльного жира

Хотя внешне, как уже говорилось, паяльный жир действительно похож на обыкновенный животный жир, однако это сходство обманчиво.

Давайте посмотрим, из чего же состоит паяльный жир, но для начала заметим, что сегодня в практике используются два типа этого вещества: активный и нейтральный паяльный жир.

Каждый из них обладает своими особенностями химического состава и, как следствие, особенностями применения.

Нейтральный паяльный жир

Так, нейтральный паяльный жир создается из смеси канифоли и стеарина (как видим, и здесь не обошлось без канифоли со всеми ее достоинствами и недостатками). Именно такой химический состав объясняет, почему за счет нейтрального паяльного жира удается растворить оксидную пленку, образующуюся на поверхностях соединяемых деталей.

Кроме того, нейтральный вид жира помогает сделать процесс пайки легким и мягким. Припой становится более текучим, распределяется равномерно и проникает в любые неровности и щели.

Также явным преимуществом нейтрального паяльного жира является его хорошая растворимость, благодаря которой пользователь легко может смыть остатки с помощью обычной воды или любого органического растворителя.

Активный паяльный жир

Теперь об активном паяльном жире. Его состав содержит вазелин, хлориды аммония и цинка, деионизированную воду и парафин. В общем, гремучая смесь, которая, кстати, может быть опасная для вашего здоровья, вот почему при работе с активным паяльным жиром следует всегда заботиться о хорошей вентилируемости рабочего места.

Особенности состава определяют и сферу применения активного паяльного жира, однако об особенностях применения обоих типов паяльных жиров мы поговорим в следующей статье.

Как сделать паяльный жир своими руками

Учитывая невысокую стоимость материала (это все-таки не паяльная паста за 2000 тысячи рублей), приготовление его в домашних условиях не несет особого смысла. Но для желающих поэкспериментировать расскажем несколько рецептов.

Нейтральный жир для пайки изготовить проще всего. Для этой цели нам понадобятся канифоль и стеарин. Последовательность действий следующая:

• помещаем в емкость канифоль, после чего начинаем нагрев, пока она не начнет плавиться;
• добавляем стеарин и тщательно перемешиваем смесь;
• даем раствору остыть, если он получился недостаточно вязким (затвердел, застыл или засох), снова нагреваем его и добавляем стеарина, пока не добьемся необходимой консистенции.

Вместо стеарина можно использовать стеариновую кислоту, выделяя ее из мыла, но этот процесс будет более интересен начинающим химикам, чем радиолюбителям.

Рецепт приготовления активного жира несколько сложнее. Процентное соотношение состава смеси следующее:

• вода – 2%;
• вазелиновое масло и хлористый цинк — по 10% каждого;
• в качестве оставшегося компонента (78%) используют пасту ГОИ-54.

Приготовление осуществляется по следующему алгоритму:

• в ступку (желательно из фарфора) заливается вода и добавляется порошок хлористого цинка;
• полученная смесь тщательно растирается;
• далее раствор необходимо разбавить вазелиновым маслом и снова растереть, пока не образуется эмульсия;
• в полученной эмульсии необходимо разводить пасту ГОИ, добавляя ее небольшими порциями и размешивая, пока сформируется однородная масса.

После этого активный флюс готов к применению.

Рецепты приготовления

Иногда, при ремонте электроприборов в домашних условиях, возникает крайняя необходимость в создании паяльной смеси своими руками. Сам процесс изготовления не требуется больших усилий и средств, главное иметь в наличии нужный материал и соблюдать последовательность действий.

Для получения нейтрального паяльного жира, необходимо канифоль поместить в емкость, довести до стадии расплавления. Затем, помешивая, добавить стеарин. Во время остывания массы можно определить ее вязкость. При быстром затвердении жира процедуру повторяют, добавляя стеарин до получения нужной консистенции.

Приготовление активной смеси в домашних условиях является процессом непростым, требующим точного процентного соотношения всех компонентов. Для жира необходимо:

• воды – 2%;
• технического вазелина – 10%;
• хлористого цинка – 10%;
• пасты ГОИ 54 – 78%.

В посуду из фарфора всыпают порошок из хлористого цинка, заливают водой и не спеша, аккуратно размешивают. В полученную массу добавляют технический вазелин. Все перемешивается до образования однородной жидкости.

В полученную эмульсию не большими порциями вводят пасту ГОИ. Готовую смесь тщательно размешивают для равномерного распределения всех компонентов, помещают в банку.

Важным условием при ремонте аппаратуры с использованием паяльных смесей является стабильное качественное соединение деталей. Иногда, чаще всего у начинающих паяльщиков, получается брак при пайке контактных узлов.

Причиной этому может служить нарушение химического состава флюса, когда удельный вес превышает установленную норму, и в процессе действия вещество не всплывает на поверхность. Растворяясь в деталях, не лучшим образом на них влияет.

Чтобы избежать таких ситуаций, перед началом работы необходимо проверить паяльный жир на пригодность. Для этого смесь наносят на пластину основного металла, разогревают на небольшом огне.

Появившийся белый налет после испарения влаги, должен плавиться и плавно растекаться. Если жир собирается в шарики, это говорит о его непригодности.

Для проверки нейтральности смеси, приготовленной в домашних условиях, необходимо один грамм вещества нанести на бумагу.

В образовавшееся пятно ввести каплю кислотно – щелочного индикатора, который быстро проведет наглядное исследование. При правильной концентрации компонентов, вещество свой цвет не меняет.

Все, кто занимался пайкой, знают, что для этой процедуры требуется олово (припой) и флюс. Существует много разновидностей последнего, которые подбираются в зависимости от технологии процесса, паяльный жир — один из них. Одна часть новичков и любителей, предпочитают использовать канифоль или паяльный флюс, поскольку считают такой способ более удобным. Другие просто не знают о существовании паяльного жира и его отличительных качествах.

Чтобы устранить этот пробел в знаниях, давайте рассмотрим, что представляет собой это вещество, какими свойствами оно обладает, а также узнаем его область применения.

Преимущества жира для пайки

• Жир паяльный нейтральный обладает высокими свойствами спаиваимости, которые существенно улучшают данный процесс;
• При обработке жиром облегчается лужение контактов и поверхности материала;
• Материал легко смывается, когда остаются частички или небольшой слой после работы;
• Это распространенный и доступный флюс, обладающий относительно невысокой стоимостью;
• Материал практически не оставляет следов, а припой очень хорошо растекается, не оставляя острых углов;
• Жир не портит основной материал и не подвергает его коррозии.

Недостатки

• Не может справиться со сложными местами, которые обильно покрыты окислами;
• Работа с таким флюсом может оказаться вредной для здоровья, так как в него входят различные химические вещества, выделяющиеся при испарении во время контакта с высокой температурой;
• После работы остается много жира на основном материале, что требует дополнительной очистки;
• Рабочий процесс проходит не с таким комфортом, как при использовании других флюсов.

Состав и физико-химические свойства

В жире паяльном нейтральном имеется канифольно-стеариновая основа. Состав материала заметно проще, чем в активном. Свойства материала обеспечивают легкое и мягкое проведение процесса. Здесь идет плавное распределение припоя по всей поверхности. Благодаря этому, он становится более текучим и может проникать во все щели и неровности, что обеспечивает лучшую состыковку. Также после обработки отсутствуют бугорки, острые края, которые оказываются после отрыва паяльника и так далее.

Жир паяльный на поверхности металла

Еще одним свойством материала является хорошая растворимость, так как он легко смывается с поверхности водой, не говоря уже о других растворителях органического происхождения. При комнатной температуре флюс является вязким и податливым. Его легко можно распределить по всем важным местам и даже использовать для тонких мест микросхем. Во время повышения температуры он сначала становится жидким, а затем выгорает, последнего остается защитная пленка, препятствующая образованию окислов и прочих негативных элементов.

Особенности выбора

Разобравшись с тем, как использовать паяльный жир стоит рассмотреть особенности его выбора

В первую очередь нужно обратить внимание на то, по каким стандартам он изготовлен. Следует, обратить внимание, какой именно ГОСТ стоит на коробке, а главное, есть ли он вообще. Ведь некоторые производители могут выпускать свою продукцию по собственным стандартам, что не дает гарантию ее качества

Это совсем не означает, что данный материал не будет предназначен для пайки или в его составе обнаружатся какие-либо посторонние компоненты. Просто качество соединения с такими разновидностями окажутся не столь высокими, как с созданными по определенным ГОСТам

Ведь некоторые производители могут выпускать свою продукцию по собственным стандартам, что не дает гарантию ее качества. Это совсем не означает, что данный материал не будет предназначен для пайки или в его составе обнаружатся какие-либо посторонние компоненты. Просто качество соединения с такими разновидностями окажутся не столь высокими, как с созданными по определенным ГОСТам.

Далее нужно обратить внимание на общую массу, которая находится в упаковке. Нейтральный паяльный жир в 20 гр. упаковке является стандартным вариантом, который отлично подходит для частной сферы

Для профессионалов, требуется больший объем, так как если человек привык паять таким флюсом, то назад переходить на канифоль или паяльную кислоту уже не каждый захочет. Здесь уже имеет смысл взять более объемную тару, которая сможет прослужить намного дольше. При должном уровне хранения, материал не портится

упаковке является стандартным вариантом, который отлично подходит для частной сферы. Для профессионалов, требуется больший объем, так как если человек привык паять таким флюсом, то назад переходить на канифоль или паяльную кислоту уже не каждый захочет. Здесь уже имеет смысл взять более объемную тару, которая сможет прослужить намного дольше. При должном уровне хранения, материал не портится.

Популярные марки и производители

На современном рынке можно сейчас встретить несколько разновидностей производителей, которые поставляют паяльный нейтральный жир. Среди них имеются такие:

• Техноком;
• ЕМ;
• Смолтехнохим.

Особенности выбора

Выбор конкретного состава определяется перечнем работ, материалов и размеров спаиваемых деталей.

Для спаивания обычных, не чрезмерно окислившихся деталей, можно смело выбирать нейтральный паяльный флюс. Он менее вреден, его остатки проще удалить. Кроме того, нет риска начала вторичных коррозионных процессов, вызываемых остатками жира.

Если же в работу идут детали и конструкции, сильно корродировавшие и загрязненные, то преимущество получает активный жир.

Имеет смысл оценить расфасовку составов. Если у вас нет практического опыта применения данного флюса, или объем работ предстоит ограниченный, то лучше приобретать маленькие баночки.

Пайка нейтральным жиром

После того, как вы убедитесь в высоких качествах жира и его соответствии намеченному перечню и объему работ, можно брать большие расфасовки — единица веса в них обойдется заметно дешевле.

Преимущества

• Применение паяльного жира обеспечивает более гладкое лужение и ровное растекание припоя;
• Материал обладает лучшими паяльными качествами, чем ближайшие конкуренты;
• Стоимость флюса является относительно невысокой, а также он доступен практически во всех местах;
• Вязкость материала обеспечивает легкую точность дозировки, а также сохранение формы при точном расположении на мелких деталях;
• При использовании практически не остается следов;
• Если после пайки жир остается на поверхности, то его легко убрать при помощи воды.

Недостатки

• Пайка паяльным жиром, особенно, если речь идет об активной разновидности, оказывает вред здоровью за счет химических испарений, которые находятся в составе;
• Во время работы практически все детали становятся жирными и требуют обязательной очистки, что может повредить тонким микросхемам;
• Сам контакт с данным флюсом оказывается не очень приятным в работе из-за запаха и консистенции.

Состав и физико-химические свойства паяльного жира

Состав паяльного жира зависит от того, к какой именно разновидности он относится. Самым простым является нейтральный, так как в нем имеется лишь канифольно-стеариновая основа. Активный паяльный жир состоит из следующих компонентов:

• Парафин;
• Вазелин;
• Вода деионизированная;
• Хлорид цинка;
• Хлорид амония.

Свойства флюса обеспечивают мягкость проведения самого процесса. Благодаря нему припой сам принимает подобную жиру форму и легко растекается по поверхности. В отличие от других флюсов, этот обеспечивает ровную поверхность растекшегося металла без деформированных участков. Это заметно еще во время лужения, так как пленка припоя накладывается на основной металл без бугорков и резких переходов одним легким движением.

Растворить паяльный жир можно в органических растворителях, что хорошо проходит при высоких температурах. Во время пайки он сам легко меняет свою структуру, становясь более податливым. Вязкость вещества перед самим процессом обеспечивает легкую подготовку и расположение флюса, а далее переход в жидко состояние при повышении температуры помогает лучшему растеканию

Особенности выбора

Прежде чем выбирать, следует определиться для чего нужен паяльный жир, так как от этого зависит разновидность. Если вам требуется выполнять обыкновенные процедуры по пайке, не сталкиваясь с особенно сложными условиями и старыми деталями, то вполне подойдет обыкновенный нейтральный паяльный жир. Он безопаснее и проще в использовании, а также не вызывает коррозию на металле.

Что это такое

Если вам необходимо подготовить к спайке металлические изделия, которые давно были в эксплуатации и сильно пострадали от ржавчины и других типов загрязнения, то здесь уже желательно применять активный жир. Для стандартных процедур его не стоит выбирать, так как он дает большую вероятность возникновения коррозии на месте соединения. Чтобы этого не допустить, требуется тщательно очищать место спайки после процедуры, так как жир всегда оставляет следы.

Также стоит рассмотреть объемы и тару, в которых ведется поставка. Если вы решили использовать именно этот флюс и дискомфорт применения, а также небольшой риск возникновения коррозии, вас не пугает, то желательно брать объем побольше, так как это действительно качественное вещество, которое поможет улучшить качество пайки. Если вы берете ее для первого раза, то следует подобрать минимальный объем, который можно будет быстро использовать и понять, насколько она подходит лично для вас.

Особенности применения и пайки

Многие люди, которые впервые сталкиваются с подобным веществом, задаются вопросом, как паять паяльным жиром. Здесь нет особых сложностей, так как сам процесс пайки очень поход на все остальные. В первую очередь нужно подготовить поверхность основного металла, чтобы она была максимально чистая.

Дальнейшим этапом идет лужение спаиваемых поверхностей. Для этого жало паяльника, макается во флюс и берется небольшое количество припоя.

Процесс лужения поверхностей

Поверхность пайки также должна быть покрыта жиром. Затем расплавленный припой покрывает тонким слоем всю поверхность, что позволяет защитить его тот повторного образования окислов и прочих налетов. Жировая пленка от такого флюса не образуется.

Расплавление паяльного жира

Затем детали соединяются между собой и на них накладывается более толстый слой припоя, который должен обволакивать полную площадь соединения с небольшим запасом. После этого нужно очистить поверхность при помощи.

Как паять с канифолью

В общих чертах процесс пайки заключает следующие операции:

1. Механическая очистка соединяемых поверхностей;
2. Разогрев жала паяльника;
3. Нагрев соединяемых поверхностей;
4. Обработка жала канифолью;
5. Обработка поверхностей канифолью;
6. Покрытие жала припоем (лужение);
7. Соединение деталей и покрытие припоем стыка и прилегающих участков.
8. Охлаждение соединения.

Теперь подробнее о каждой операции?

• Канифоль способна растворять окисные плёнки и частично восстанавливать их до металла. Если поверхность соединяемых деталей не покрыта видимыми загрязнениями, эту операцию можно пропустить. Она необходима, когда загрязнения или окислы покрывают поверхность настолько, что препятствуют смачивание её расплавленной канифолью и далее припоем.
• Ранее упоминалось о температуре начала размягчения канифоли в районе 55 – 70ºC. Но для того, чтобы надёжно покрыть жало паяльника и соединяемые детали, её надо разогреть до 100 — 130ºC. Критерием достаточной температуры жала является его свободное проникновение в массив твёрдой канифоли с появлением лёгкого дымка.
• Необходимость нагрева соединяемых поверхностей очень сильно зависит от их размеров. Если паять предстоит тонкие проводки, можно эту операцию пропустить. Надо понимать, что на холодной поверхности произойдёт быстрое охлаждение и застывание канифоли и припоя. Как следствие, не удастся добиться растворения окислов канифолью и достаточного растекания припоя. Поэтому необходимо перед началом пайки оценить, можно ли прогреть детали уже в процессе обработки флюсом или надо сделать это предварительно.
• Если паяльник используется в первый раз или долго не был в работе, можно пройтись по жалу металлической щёткой или тонкой наждачной бумагой. Но это требуется в самых запущенных случаях. Обычно достаточно разогреть его и обработать канифолью, а затем покрыть слоем олова – облудить. Теперь жало готово к работе.

Если перерыв в работе был небольшой, и жало осталось покрыто припоем, лужения не потребуется, достаточно просто нагреть его и опустить в канифоль.

Далее готовим к пайке поверхность деталей. Как уже было сказано, может понадобиться нагрев стыковых поверхностей соединяемых деталей. Это определяется их массивностью и размерами жала паяльника. Если жало массивней деталей, можно обойтись без предварительного нагрева перед пайкой, а произвести его непосредственно в процессе обработки деталей канифолью.

Фиксируем соединяемые поверхности в положении, в котором они будут смонтированы, греем при необходимости, обрабатываем флюсом и затем наносим расплавленный припой. Жалом паяльника помогаем ему растечься по стыку и прилегающим площадям, даём соединению остыть.

Процесс пайки завершён.

Изготовление паяльного жира своими руками

Паяльная станция – принцип работы и разновидности

В сети интернет можно найти массу рецептов приготовления самодельного паяльного жира. В состав средства включают разные химические ингредиенты.

Все рецепты объединяет одна цель – добиться максимальной адгезии свинцово-оловянного сплава и вытеснения оксидов из процесса пайки. Жировые составы делятся на пассивные и активные составы.

Изготовление нейтрального жира

Нейтральный флюс представляет собой канифольно-стеариновую смесь. Оба реактива есть в свободной продаже. Процесс изготовления состоит из следующих этапов:

1. Канифоль размалывают до состояния мелкого порошка и отправляют в стеклянную банку.
2. Туда же насыпают стеарин. Смесь составляют в пропорции 1:1.
3. Банку с содержимым прогревают в микроволновой печи.
4. Печь устанавливают в средний режим мощности и включают на 4 минуты.
5. Смесь превращается в однородную вязкую массу.

Канифоль для пайки

Полученный нейтральный паяльный жир может иметь недостаточную степень вязкости. Некоторые мастера советуют добавлять пальмоядровое масло (кулинарный жир). В этом случае пропорция состава ПЖ будет такой:

• канифоль – 3 ч.;
• стеарин – 2 ч.;
• кулинарный жир – 1 ч.

Добавка из пальмоядрового масла сообщает средству плотность, которая делает гель удобным для загрузки его в шприц.

Изготовление активного паяльного жира

Для изготовления активного флюса потребуются такие компоненты:

• парафин;
• хлорид цинка;
• деионизированная вода;
• вазелин;
• хлорид аммония.

Парафин

Вещество является сопутствующим продуктом переработки нефти. Представляет собой белый пластичный легкоплавкий материал. Купить парафин можно в торговых точках бытовой химии.

Хлорид цинка

Химреактив представляет собой белый кристаллический порошок. Его температура плавления – 3200 С. Легко растворяется в воде, спирте, глицерине и ацетоне. Средняя цена хлористого цинка – 220 руб./кг.

Вазелин

Очищенный продукт нефтепереработки продаётся в аптеках и магазинах косметики. Стоит он недорого – от 40 руб. за тубу.

Хлорид аммония

Хлористый аммоний, или нашатырь, – это белый кристаллический порошок без запаха. Найти его в продаже не составляет особого труда. Полкило средства можно купить за 150 руб.

Точной инструкции по приготовлению активного паяльного жира не существует. Обычно все компоненты перемешивают в примерной пропорции:

• вазелин – 10%;
• хлорид цинка – 10%;
• нашатырь – 10%;
• парафин – 28%;
• деионизированная вода – 2%.

Полученное средство хранят в закрытом сосуде (стеклянной банке с крышкой), который держат в тёмном и прохладном месте.

Самодельный паяльный жир

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.

Как пользоваться паяльным жиром

Вязкая консистенция средства облегчает нанесение флюса в нужные точки пайки. Флюс переносят зубочисткой, любым удобным продолговатым предметом. Паяльный жир загружают в бокс одноразового шприца. С его помощью хорошо контролировать дозировку геля.

Перед нанесением флюса место пайки очищают от различных загрязнений. Для этого используют марлевые тампоны, чистую ветошь или любую ткань, смоченную в растворе моющего средства. В крайнем случае, контакты протирают спиртом.

Лужение меди с нейтральным жиром

Важно! Ни в коем случае нельзя оставлять следы геля после пайки. Остатки жира удаляют специальными растворителями и мыльным раствором

Особенно опасен активный жир. Его частицы могут спровоцировать коррозию соединений радиодеталей.