Różnorodność topników do lutowania: ich klasyfikacja i zakres

Lutowanie i spawanie to powszechne metody łączenia ze sobą wyrobów metalowych. Na ostateczny wynik tego procesu ma wpływ zastosowane w pracy narzędzie, wstępne przygotowanie powierzchni oraz jakość materiałów pomocniczych. Aby zrozumieć, dlaczego potrzebujesz topnika podczas lutowania, musisz zrozumieć sam proces takiej pracy.

Ogólne informacje o lutowaniu

Lutowanie to proces uzyskiwania nierozłącznego połączenia materiałów poprzez wprowadzenie pomiędzy nie lutu o niższej temperaturze topnienia niż łączonych materiałów.

Aby stworzyć nierozłączne połączenie, części, które mają być lutowane razem z lutowiem, wchodzą w kontakt, po czym miejsce lutowanie poddawane jest nagrzewaniu w temperaturze zdolnej do stopienia lutowia, ale nie topienia materiałów puste miejsca. Ze względu na przejście w stan ciekły lut rozprowadza się po powierzchni części i zwilża je, a po zatrzymaniu nagrzewania krzepnie, tworząc silne połączenie.

W zależności od materiałów, które mają być lutowane oraz warunków ich dalszego użytkowania rozróżnia się lutowanie:

1. Niska temperatura (nagrzewanie do 450°C). W przypadku tego typu stosuje się głównie ogrzewanie lutownicą, a jako lut stosuje się stopy cynowo-ołowiowe, galowe i bizmutowe.
2. Wysokotemperaturowe (temperatura powyżej 450 ° C), z reguły przy użyciu palnika i przy użyciu lutów miedziano-cynkowych i miedziano-srebrnych.

W procesie lutowania metali zwilżanie w dużej mierze zależy od czystości łączonej powierzchni. Z powierzchni materiału należy usunąć wszelkie możliwe zanieczyszczenia, takie jak tłuszcze organiczne, oleje i tlenki. Do czyszczenia powierzchni i poprawy rozprowadzania lutowia na materiale stosuje się różne topniki.

Wymagania i właściwości topników

Topniki to substancja lub mieszanina substancji różnego pochodzenia, przeznaczona do usuwania tlenków metali i innych zanieczyszczeń z powierzchnia lutownicza, poprawiająca rozprowadzanie roztopionego lutowia po powierzchni, a także chroniąca lutowaną powierzchnię przed różnymi wpływami środowiska Środa. Niezależnie od rodzaju topnika, powinien on mieć niższą temperaturę topnienia niż używane lutowie i mieć niższy ciężar właściwy, aby lut wypierał topnik podczas rozprowadzania.

Zwyczajowo topniki dzieli się na kilka odmian w zależności od wpływu na części przed, w trakcie i po lutowaniu:

• Aktywny (kwaśny). Substancje te są oparte na mocnych kwasach, takich jak kwas solny. Jako wysoce reaktywny odczynnik chemiczny, kwaśny topnik jest bardzo skuteczny w rozpuszczaniu warstw tlenkowych powierzchni przedmiotu obrabianego, ale także aktywnie oddziałuje z lutowanym metalem i wymaga neutralizacja. Zakres tego komponentu obejmuje lutowanie miedzi, metali żelaznych i srebra. Oprócz wysokiej aktywności chemicznej ma wysoką przewodność elektryczną, dlatego stosowanie strumieni kwasowych w elektronice jest bardzo niepożądane.
• Topniki ochronne. Kategoria elementów ochronnych obejmuje topniki obojętne na metal. Służą wyłącznie do ochrony powierzchni uprzednio oczyszczonych do lutowania przed wpływem środowiska zewnętrznego.
• Materiały antykorozyjne uwalniają powierzchnie metalowe przed korozją i zapobiegają jej dalszemu powstawaniu. Niemal zawsze główną substancją tej grupy topników jest kwas ortofosforowy i inne rodzaje kwasów, które nie niszczą pod ich wpływem sam metal i spoina lutownicza, ale tworzą na swojej powierzchni warstwę ochronną, która chroni przed utlenianiem.

Topniki lutownicze, według GOST, są zwykle podzielone nie tylko według rodzaju wpływu na materiał, ale także innych cech. Oto niektóre z nich:

1. Według temperatury aktywności. Ponieważ topniki są używane razem z lutowiem, są one podzielone według zakresu temperatur i są niskotemperaturowe i wysokotemperaturowe.
2. Ze względu na charakter rozpuszczalnika: wodny, niewodny.
3. W zależności od temperatury są one podzielone według aktywatora działania. Tak więc niskotemperaturowe obejmują: kalafonię, kwas, stearynę, anilinę. Topniki halogenkowe i borkowo-węglowe są topnikami wysokotemperaturowymi.
4. W zależności od stanu skupienia występują ciecze, pasty, ciała stałe.
5. Zgodnie z mechanizmem działania dzielą się one na działania ochronne, reaktywne, chemiczne i elektrochemiczne.

Popularne materiały

Obecnie znanych jest bardzo wiele materiałów, z których każdy w różnym stopniu nadaje się do określonego celu. Tak więc topnikami na bazie najsilniejszych kwasów bardzo dobrze jest oczyścić powierzchnie przed lutowaniem, ale ze względu na wysoka przewodność elektryczna i właściwości niszczące, nie nadają się do pracy z radiotechniką, materiały. Stosowanie topników ochronnych nie będzie tak ważne w celu eliminacji tlenków z powierzchni lutowanych materiałów, ale zapobiegnie ich powstawaniu z metali wstępnie oczyszczonych.

Aby zapewnić dobrą jakość lutowania, konieczne jest zrozumienie rodzajów topników. Gwarantuje to jakość procesu lutowania i niezawodność powstałego połączenia. Niektóre z bardziej powszechnych materiałów zostaną opisane poniżej.

Kalafonia i kwas

Jednym z najbardziej znanych i rozpowszechnionych topników jest kalafonia iglasta.. Jest mieszaniną kwasów żywicznych, ma połysk i kolor od ciemnoczerwonego do żółtego. Różnice w kolorze wynikają z procentowej zawartości kwasu: im wyższy procent, tym ciemniejsza będzie kalafonia.

Dobrze rozpuszcza tlenki, częściowo redukując je do metali z przekształceniem w niskotopliwe sole żywic. Jest uważany za dielektryk, ale biorąc pod uwagę skład kwasowy i powstawanie związków higroskopijnych, zdecydowanie zaleca się usunięcie pozostałości kalafonii z miejsca lutowania.

Dostarczany w postaci stałej, w postaci pasty lub płynu. Wersja lita jest niewygodna do lutowania, ale jest idealna do cynowania grotu i drutów lutownicy.

Kalafonia rozpuszczona w alkoholu lepiej nadaje się do łączenia materiałów. Ten płynny topnik można kupić w sklepie lub wykonać samodzielnie. Aby to zrobić, wystarczy rozpuścić pokruszone kryształki kalafonii w alkoholu do pożądanej konsystencji. Czasami do roztworu dodaje się glicerynę. Zakupiona forma prezentowana jest w postaci LTI 120 (20% kalafonia, alkohol etylowy oraz dodatkowe składniki takie jak kwas solny dietyloaminy).

Podczas lutowania mocno zabrudzonych i utlenionych powierzchni kalafonia nie jest skuteczna, lepiej używać bardziej aktywnych topników.

Głównym zastosowaniem topników kwasowych jest oczyszczenie powierzchni lutowia z wszelkich zbędnych zanieczyszczeń i tlenków. Działanie topnika kwasowego jest dość długie, co zapobiega tworzeniu się nowych tlenków na czyszczonej powierzchni.

Z reguły głównym składnikiem jest kwas fosforowy lub kwas solny. Aplikacja nadaje się do czyszczenia powierzchni z pozostałości rdzy i smarów oraz pozwala na lutowanie niemal każdego metalu. Jest uważany za bardzo tani i niedrogi topnik, co czyni go bardzo atrakcyjnym w użyciu.

Jednak jest to bardzo niebezpieczny materiał w obsłudze.. Wszystkie prace z nim zaleca się wykonywać przy użyciu środków ochrony osobistej, jest to wysoce pożądane poza terenem mieszkalnym. Ponadto dobrze przewodzi prąd elektryczny, a nawet niewielka pozostałość tego topnika na powierzchni lutowanej może następnie korodować metale, dlatego nie nadaje się do lutowania przewodów i elementów radiowych.

Tłuszcz lutowniczy

Podobnie jak kalafonia, jest to przystępny cenowo i tani topnik, który w zależności od składników może być neutralny lub aktywny. Kompozycja zawiera parafinę, kalafonię, wazelinę, możliwe są dodatki chlorków cynku i amonu. Dobrze sprawdził się w czyszczeniu powierzchni. Wynika to z faktu, że zawarte w składzie parafiny bardzo dobrze wyciągają wszelkie zabrudzenia z miejsca lutowania. Topnik nie ulega nasyceniu dwutlenkiem węgla i powoli odparowuje. Biorąc pod uwagę możliwe składniki kwasowe w kompozycji, wskazane jest ostrożne usunięcie go z powierzchni materiałów.

Boraks wysokotemperaturowy

Materiał należy do topników wysokotemperaturowych, zakres jego parowania mieści się w zakresie 700-900 ° C. Jest to proszek składający się z soli sodowej kwasu borowego i aby uzyskać wersję płynną należy go rozcieńczyć kwasem borowym i wodą. Dodatek soli chlorkowych i fluorkowych zwiększa już aktywne właściwości boraksu.

Zwykle służy do spawania rurociągów miedzianych palnikiem gazowym lub opalarką. Po stopieniu boraks czyści powierzchnie masy i rozpuszcza wszystkie tlenki. Po lutowaniu tworzą się osady soli, które należy usunąć.

Olej mineralny

Topniki na bazie oleju mineralnego stosowane są w sytuacjach, gdy wymagane jest zablokowanie dostępu powietrza do czyszczonych powierzchni materiałów. Najczęstszym przykładem jest aluminium, które w kontakcie z tlenem natychmiast tworzy warstwy tlenków. Jako topnik ochronny oleje nie pełnią innych funkcji pomocniczych, takich jak oczyszczanie powierzchni, dlatego czyszczenie odbywa się mechanicznie pod warstwą olejów, np. ostrzem noża lub skrobak. Po oczyszczeniu lutowanie odbywa się bezpośrednio. Usunąć oleje mineralne wodą z mydłem lub alkoholem.

Wspólne substytuty

Czasami pojawiają się sytuacje, gdy lutowanie jest konieczne w trybie pilnym, a odpowiedni topnik nie jest dostępny lub nie można go kupić. W takim przypadku można użyć wielu materiałów pod ręką, ale wynik lutowania nie będzie wysokiej jakości, a pozostałości niektórych substancji są toksyczne lub trudne do usunięcia. Spośród najczęstszych substytutów topników znane są:

1. Amoniak, kwas cytrynowy i octowy mogą zastąpić kwas lutowniczy i niektóre z nich nie wymagają dodatkowego rozcieńczania wodą. Toksyczny i aktywny.
2. Aspiryna i kwas salicylowy. Najsłynniejszy zamiennik topnika, który jest używany od bardzo dawna. Niemniej jednak opary uwalniane podczas procesu lutowania są bardzo toksyczne i długo ulegają erozji, dlatego zaleca się pracę z tą substancją na zewnątrz. Jest substancją aktywną i wymaga dokładnego spłukania.
3. Gliceryna może pomóc w lutowaniu i często znajduje się w topnikach kalafonii. Z minusów można zauważyć dobre parowanie, rezystancję resztkową i bardzo wysoką higroskopijność, co może negatywnie wpłynąć na lutowanie elementów radiowych.
4. Oliwa z oliwek i oleje roślinne mogą zastąpić topniki na bazie mineralnej i alkalicznej podczas lutowania aluminium. Wady to specyficzny zapach generowany podczas pracy.

Czyszczenie powierzchni

Często składniki tworzące topniki mają szereg niepożądanych właściwości fizycznych i chemicznych. Należą do nich przewodność elektryczna, higroskopijność, aktywność chemiczna. W związku z tym wymagana jest neutralizacja i wysokiej jakości usuwanie wszelkich pozostałości topnika po zakończeniu lutowania. W tym celu, w zależności od materiału użytego w procesie, stosuje się alkohol lub roztwór mydła.

Należy pamiętać, że właściwy dobór topnika ma duży wpływ na jakość lutowania. Za dobór elementu odpowiada temperatura lutowania, rodzaj lutowanych metali oraz zakres ich działania. Na przykład kwaśne topniki mogą niszczyć ścieżki przewodzące z płytek drukowanych, dlatego ich stosowanie nie jest zalecane w instalacjach radiowych. Do wysokiej jakości lutowania aluminium wymagane jest zabezpieczenie czyszczonej powierzchni przed powietrzem, do którego stosuje się topniki na bazie olejów mineralnych. Wiele topników wymaga usunięcia ich pozostałości po zakończeniu pracy.