Тугоплавкие припои. К тугоплавким относятся припои с температурой плавления свыше 500°С, создающие высокую механическую прочность соединения (сопротивление разрыву до 50 кг/мм2). Недостатком их является именно то, что они требуют высокой температуры нагрева и хотя прочность такой пайки получается весьма высокой, интенсивный нагрев может привести к нежелательным последствиям: можно, например, «отпустить» стальную деталь.
Легкоплавкие припои. К этой категории относятся припои с температурой плавления до 400° С, имеющие сравнительно невысокую механическую прочность (сопротивление разрыву до 7 кг/мм2). При радиотехнических монтажных работах применяются главным образом легкоплавкие припои. В состав их входят олово и свинец в различных пропорциях.
Существуют также сплавы, в состав которых кроме олова и свинца входят висмут и кадмий. Эти сплавы наиболее легкоплавкие: у некоторых из них температура плавления менее 100° С. Механическая прочность соединения у таких сплавов весьма невелика. Раньше их применяли для пайки кристаллов в кристаллических детекторах. В настоящее время легкоплавкие кадмий-висмутовые сплавы находят применение при ремонте печатного монтажа. Используются они также для пайки транзисторов, так как по техническим условиям их рекомендуется паять припоем с температурой плавления, не превышающей 150° С.
Для пайки транзисторов можно применять так называемый сплав Вуда с температурой плавления 75° С, в состав которого входят: олово — 13%, свинец — 27%, висмут — 50%, кадмий — 10%. Сплав Вуда можно приготовить по указанному рецепту самому или купить в аптеке. Пайка ведется слабо нагретым паяльником. В качестве флюса используется канифоль.
При пайке монтажных проводов радиоаппаратуры удобно пользоваться оловянно-свинцовыми припоями, отлитыми в виде тонких прутков диаметром 2 — 2,5 мм.
Такие прутки можно изготовить самому, выливая расплавленный припой в сосуд, в дне которого заранее проделано отверстие. Сосуд при этом следует держать над листом жести или металлической плитой. После остывания прутки следует разрезать на куски необходимой длины.
Флюсы, используемые при пайке. Во время пайки температура соединяемых деталей значительно повышается и скорость окисления металлических поверхностей возрастает. Вследствие этого припой хуже смачивает соединяемые детали. Поэтому необходимо использовать различные флюсы, которые не только надежно защищают поверхность металла и припоя от окисления, но также улучшают условия смачивания металлической поверхности расплавленным припоем. Действие флюса зависит от его состава: обычно флюсы или растворяют окисные пленки на поверхности металла (а иногда и сам металл), или предохраняют металл от окисления при нагреве. При монтаже радиоаппаратуры, как правило, применяют флюсы, предохраняющие металл от окисления (образования окисной пленки). К ним относится, в частности, канифоль, получившая преимущественное распространение при монтажных работах.
Следует заметить, что независимо от того, какой флюс используется, готовую пайку нужно обязательно протирать тряпочкой, смоченной в спирте-ректификате или ацетоне, а также прочищать жесткой щеточкой или кисточкой, смоченной растворителем, для удаления остатков флюса и грязи.
Прочную пайку с ровной поверхностью застывшего припоя можно получить, применив жидкий канифольный флюс, составленный из 20 г измельченной в порошок чистой канифоли, растворенной в 35 — 40 г чистого спирта, бензина или скипидара. Практически установлено, что при указанной пропорции составных частей флюс при пайке не дает вспышки паров растворителя. Этот флюс нужно хранить в пузырьке с притертой пробкой. Для жидкого флюса не рекомендуется применять канифоль, предназначенную для натирания скрипичного смычка, так как пайка может быть загрязнена посторонними примесями.
В некоторых исключительных случаях вместо канифоли можно пользоваться ее заменителями. Так, канифольный лак, имеющийся в продаже в хозяйственных магазинах, можно применять как жидкий флюс взамен раствора канифоли в спирте. Этот же лак можно использовать и для антикоррозийного покрытия металлов.
В качестве флюса при пайке электрических цепей можно в случае крайней необходимости пользоваться также «живицей» — смолой сосны или ели — доступным материалом, особенно любителям, живущим в сельской местности. Такой флюс можно приготовить самому. Набранную в лесу с деревьев смолу нужно растопить в жестяной банке на слабом огне (на сильном огне смола может воспламениться). Расплавленную массу разлить в спичечные коробки. Застывшая смола используется в качестве флюса так же, как канифоль.
Если под рукой канифоли или другого флюса нет, то в самом крайнем случае канифоль можно заменить таблеткой аспирина, имеющейся в любой домашней аптечке. Недостаток этого флюса — неприятный запах дыма, выделяющийся при плавлении аспирина.
Ускорить процесс пайки и повысить в ряде случаев качество соединений можно, применив вместо канифоли глицериновую пасту. С помощью пасты можно паять детали из самых разнообразных металлов и сплавов даже без предварительной зачистки или лужения, что особенно удобно при пайке в труднодоступных местах. Глицериновую пасту легко изготовить самому. Состав ее следующий: 48% веретенного масла, 12% пчелиного воска, 15% светлой канифоли, 15% глицерина, 10% насыщенного водного раствора хлористого цинка.
Изготовляя глицериновую пасту, ее нужно все время подогревать. Сначала расплавляют канифоль, затем добавляют веретенное масло, воск, глицерин и в последнюю очередь хлористый цинк.
Пасту можно изготовить и по более простому рецепту. Кусочки канифоли размельчают в порошок и, подливая глицерин, растирают до густоты сметаны. Паста удобна тем, что она хорошо сохраняется длительное время. Хранить ее можно в любой посуде с крышкой. На место пайки пасту наносят с помощью кусочка проволоки.
Существует еще один рецепт флюса, пригодного для пайки без предварительного залуживания. Этот флюс можно использовать для пайки большинства встречающихся в практике радиолюбителя металлов и сплавов: меди, латуни, бронзы, различных сталей, в том числе и нержавеющей, цинка, белой жести, нихрома, константана, манганина, никеля и т. д. Весьма прочное соединение получается при пайке никеля и проводов из сплавов высокого сопротивления, которые при использовании обычных флюсов паять нельзя.
Флюс составляется из 73 мл спирта (ректификат или сырец), 20 г канифоли, 5 г солянокислого анилина, 2 г триэтаноламина. Триэтаноламин можно .заменить двадцатью каплями раствора аммиака (нашатырного спирта). Канифоль растворяют в 50 мл спирта, а в остатке спирта (23 мл) растворяют солянокислый анилин. Оба раствора смешивают и добавляют Триэтаноламин.
Флюс в виде пасты, представляющей собой сплав канифоли с одноосновными жирными кислотами, может быть составлен по следующему рецепту: стеариновая кислота — 30 г, пальмитиновая кислота — 25 г, олеиновая кислота — 45 г, канифоль — 100г.
Сплавление указанных четырех компонентов следует производить в стеклянной колбе (водяной бане) при температуре 100°, причем содержимое колбы необходимо хорошо перемешивать. Этот процесс можно- производить также в любой чистой посуде и на открытом огне, но в этом случае необходимо строго придерживаться указанного температурного режима. После охлаждения флюс превращается в густую мазь. Густота флюса зависит от количества канифоли. На места пайки флюс наносится палочкой в очень малом количестве.
Высокая активность флюса, составленного по этому рецепту, дает возможность производить пайку без предварительного залуживания. С помощью флюса можно паять лицендрат, выводы остеклованных проволочных резисторов и провода в эмалевой изоляции даже без особо тщательной зачистки.
Если нет олеиновой жирной кислоты, то флюс можно изготовить из 60% хозяйственного мыла. В горячий мыльный клей тонкой струйкой добавляется любая сильная кислота, например, соляная, серная, азотная. Наливать нужно с некоторым избытком, чтобы прореагировало все мыло.
Полученный жир надо переложить в чистую посуду и нагревать в горячей воде в течение 20 мин, а затем его следует охладить до комнатной температуры (посуду при этом нельзя трогать с места до полного остывания массы, так как кода вновь может проникнуть в жирные кислоты) и слить накопившуюся снизу воду. Полученную массу следует в дальнейшем только сплавить с канифолью.
