Флюс для пайки аккумуляторов

Изобретение может быть использовано при производстве свинцовых аккумуляторов. Флюс содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: моноэтаноламин 1,0-6,0; 40%-ная бромистоводородная кислота 10,0-20,0; изобутиловый спирт 20,0-30,0; изопропиловый спирт 40,0-60,0; ортофосфорная кислота 1,0-5,0. Флюс обладает низкой коррозионной активностью при хорошей флюсующей способности и высокой скорости сушки «ушка» несущего токовода пластины аккумулятора, обусловленными оптимальным содержанием в нем кислот и спиртов. 2 табл., 7 пр.

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при производстве свинцовых аккумуляторов.

Из предшествующего уровня техники (патент RU 2008159, публ. 28.02.1994) известен флюс для низкотемпературной пайки меди и медных сплавов припоями на основе олова и свинца, включающий бромистоводородную кислоту, моноэтаноламин, при этом содержащий хлористый аммоний, уксусную соль продукта конденсации дициандиамида с формальдегидом, поверхностно-активное вещество и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%: бромистоводородная кислота 3,0-50,0; моноэтаноламин 0,2-7,0; хлористый аммоний 0,7-7,0; уксусная соль продукта конденсации дициандиамида с формальдегидом 0,01-0,5; поверхностно-активное вещество 0,001-0,01; вода — остальное.

Этот флюс для пайки свинцовых электродов непригоден.

Известен также флюс для нанесения на «ушко» несущего токовода пластины (электрода) свинцового аккумулятора, включающий бромистоводородную кислоту, при этом содержащий 30-40%-ный водный раствор гидразин-гидрата, поверхностно-активное вещество и дистиллированную воду при следующем соотношении компонентов, мас.%: бромистоводородная кислота 20,75-23,50; 30-40%-ный водный раствор гидразин-гидрата 17,63-19,77; поверхностно-активное вещество 0,17-0,20; дистиллированная вода — остальное (патент RU 2069135 С1, публ. 20.11.1996 — ближайший аналог).

Недостатком известного флюса является повышенное коррозионное разрушение покрытой флюсом поверхности «ушка» несущего токовода перед его погружением в изложницу с расплавленным свинцово-сурьмянистым сплавом и в процессе последующего припаивания «ушка» к токоведущему «мостику» блока пластин аккумулятора при охлаждении сплава. Вследствие этого снижается прочность паяного соединения.

Другим недостатком известного флюса является значительное содержание во флюсе воды, которое из-за высоких значений теплоемкости и теплоты испарения приводит в процессе пайки, после удаления из ванны «ушка» несущего токовода пластины, к разбрызгиванию расплавленного металла припоя и образованию раковин в теле токоведущего «мостика» блока пластин и, как следствие, к необходимости принудительного обдува «ушка» несущего токовода горячим воздухом, то есть к дополнительной технологической операции при пайке пластин аккумулятора.

Кроме того, недостатком известного флюса является неоднородность объемной структуры флюса, которая при смачивании поверхности «ушка» несущего токовода пластины, погруженного в ванну с флюсом, последующем растворении и удалении загрязнений и оксидов с поверхности «ушка», приводит к ухудшению снятия окисных пленок с паяемого изделия. По этой причине после удаления из ванны «ушка» несущего токовода и сушки его поверхности, преимущественно в нижней части поверхности «ушка» остаются оксиды и загрязнения, приводящие к снижению локальной плотности паяемого слоя и прочности паяемого соединения в целом.

Задачей заявляемого флюса является повышение прочности пайки «ушка» несущего токовода пластины и токоведущего «мостика» блока пластин свинцового аккумулятора и экономичности процесса пайки в целом за счет снижения локальной коррозии паяного соединения и сокращения времени сушки флюса.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном флюсе, включающем бромистоводородную кислоту, согласно изобретению содержатся моноэтаноламин, изобутиловый спирт, изопропиловый спирт и ортофосфорная кислота при следующем соотношении компонентов, мас.%: моноэтаноламин 1,0-6,0; 40%-ная бромистоводородная кислота 10,0-20,0; изобутиловый спирт 20,0-30,0; изопропиловый спирт 40,0-60,0; ортофосфорная кислота 1,0-5,0.

Предлагаемый флюс характеризуется следующими значениями показателей: плотность — 0,905-0,910 г/см 3 ; коэффициент кинематической вязкости — 5,1-5,5 мм 2 /с; цветность — бесцветный; pH — 5,5-7,5.

Заявляемое изобретение позволяет уменьшить коррозию поверхности «ушка» несущего токовода пластины аккумулятора, обеспечить эффективную очистку поверхности «ушка» от оксидов и, вместе с тем, активное растворение и поглощение их в объеме флюса. Вследствие этого после удаления из ванны с флюсом «ушка» несущего токовода и испарения флюса с его поверхности, практически вся поверхность «ушка», обработанная заявляемым флюсом, не содержит визуально наблюдаемых следов оксидов и загрязнений, что улучшает смачиваемость поверхности «ушка» несущего токовода расплавленным свинцово-сурьмянистым сплавом и повышает прочность паяного соединения.

При незначительном содержании во флюсе воды (менее 8%, мас.) время сушки, после удаления из ванны с флюсом «ушка» несущего токовода и испарения флюса с его поверхности, составляет 5-6 с вместо 40-65 с при использовании известного флюса. Значит, использование заявленного флюса не требует дополнительной технологической операции при пайке пластин аккумулятора, связанной с принудительным обдувом горячим воздухом «ушка» несущего токовода пластины после его обработки флюсом.

Включение в состав флюса 40%-ной бромистоводородной кислоты в количестве 10,0-20,0% обеспечивает достаточно высокую активность флюса. При содержании 40%-ной бромистоводородной кислоты во флюсе меньше чем 10,0% активность флюса недостаточна, а содержание ее во флюсе больше чем 20,0% нецелесообразно, так как дальнейшее увеличение концентрации этого компонента приводит к нежелательной коррозии легкоочищаемой от оксидных пленок части поверхности «ушка» несущего токовода пластины. Последнее обусловлено неравномерным формированием поверхностных свойств «ушка» при изготовлении и подготовке его к обработке флюсом по существующей технологии производства свинцовых аккумуляторов. С другой стороны, из-за неравномерности поверхностных свойств не полностью разрушается оксидная пленка на трудноочищаемых локальных участках поверхности «ушка» пластины, что снижает прочность его пайки к токоведущему «мостику» блока пластин аккумулятора.

Введение в состав флюса моноэтаноламина в количестве 1,0-6,0% и ортофосфорной кислоты в количестве 1,0-5,0% способствует растворению оксидных пленок с поверхности трудноочищаемых локальных участков «ушка», снятию их с поверхности и диффузии во внутренние объемы пленки флюса. Содержание этих компонентов во флюсе более 6,0 и 5,0%, соответственно, нецелесообразно, так как дальнейшее увеличение их концентрации во флюсе не приводит к увеличению прочности паяемого соединения. При содержании каждого из этих компонентов во флюсе меньше чем 1,0% наблюдается заметное снижение растворения оксидных пленок с поверхности трудноочищаемых локальных участков «ушка» несущего токовода пластины.

Использование изобутилового спирта в количестве 20,0-30,0% повышает вязкость флюса и способствует удержанию флюса на поверхности «ушка» несущего токовода пластины. При содержании изобутилового спирта во флюсе меньше чем 20,0% флюс становится слишком текучим, а при его количестве, превышающем 30,0% — флюс расслаивается и эффективность поглощения оксидов флюсом снижается, что приводит к загрязнению поверхности «ушка» несущего токовода пластины перед пайкой и снижению прочности паяного соединения.

Использование изопропилового спирта в количестве 40,0-60,0% стабилизирует объемную однородность флюса, способствует очистке поверхности «ушка» несущего токовода пластины от загрязнений и оксидной пленки и их поглощению флюсом. При содержании изопропилового спирта во флюсе меньше чем 40% флюс становится вязким, плохо испаряется с поверхности «ушка» несущего токовода пластины, что приводит к загрязнению его поверхности перед пайкой и к снижению прочности пайки. Содержание изопропилового спирта во флюсе больше чем 60,0% нецелесообразно, так как дальнейшее увеличение концентрации этого компонента не улучшает однородность объемной структуры флюса и прочность пайки.

Технические решения, совпадающие с существенными признаками изобретения, не выявлены, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «новизна».

Заявляемые существенные признаки изобретения, предопределяющие получение указанного технического результата, явным образом не следуют из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «изобретательский уровень».

Поскольку заявляемое изобретение обеспечивает технический результат, выражающийся в повышении прочности пайки «ушка» несущего токовода пластины и токоведущего «мостика» свинцового аккумулятора и экономичности процесса пайки в целом за счет снижения локальной коррозии паяного соединения и сокращения времени сушки флюса, то можно сделать вывод, что изобретение соответствует критерию «промышленная применимость».

Подтверждение возможности осуществления заявляемого изобретения изложены в нижеследующем подробном описании примеров использования флюса при производстве свинцовых аккумуляторов.

Пример 1. Флюс готовят следующим образом.

В емкость, содержащую 50 мл моноэтаноламина марки «Ч», осторожно добавляют 150 мл 40%-ной бромистоводородной кислоты марки «Ч», перемешивая компоненты, температуру полученной смеси охлаждают до 30°C. После этого охлажденную смесь, в количестве 200 мл, выливают в емкость, заправленную 200 мл изобутилового спирта. В эту же емкость добавляют 585 мл изопропилового спирта, а затем — 15 мл ортофосфорной кислоты марки «Ч».

Примеры 2-7. Флюс для пайки изготавливают аналогично примеру 1, но при других соотношениях компонентов, как указанных в формуле изобретения (примеры 4 и 7), так и выходящих за ее пределы (примеры 2, 3, 5 и 6). Исследованные составы флюса приведены в табл.1, в которой также приведен состав флюса-прототипа, примерно соответствующий средним значениям компонентов, согласно формуле изобретения.

Флюс используют следующим образом. В ванночку с флюсом погружают «ушко» несущего токовода и выдерживают его во флюсе определенное, в зависимости от толщины оксидной пленки на поверхности «ушка», время. После выдержки «ушко» несущего

Классы МПК:B23K35/363 для пайки твердым и мягким припоем
B23K103/08 цветные металлы или сплавы
Автор(ы):Кореляков Александр Васильевич (RU) , Хорин Евгений Петрович (RU) , Филинов Сергей Николаевич (RU)
Патентообладатель(и):Открытое акционерное общество "Тюменский аккумуляторный завод" (RU)
Приоритеты:
Таблица 1
Компоненты флюсовСостав, %
Исследованных флюсовПрототипа
12345678
40%-ная бромисто-водородная кислота15,08,012,020,020,023,010,055,0
Моноэтаноламин5,03,00,56,07,01,04,0
Изобутиловый спирт20,025,030,029,029,518,033,0
Изопропиловый спирт58,562,057,040,038,055,048,0
Ортофосфорная кислота1,52,00,55,05,53,05,0
35%-ный водный раствор гидразин-гидрата18,0
Поверхностно-активное вещество0,2
Вода дистиллированная26,8
Читать также:  Инверторная стиральная машинка что это такое

токовода вынимают из флюса, держат несколько секунд над ванночкой для стекания флюса с поверхности и его испарения, при этом визуально оценивают качество очистки поверхности «ушка» от оксидных пленок и загрязнений.

Затем «ушко» несущего токовода пластины устанавливают в изложницу с расплавленным свинцово-сурьмянистым сплавом и остужают сплав до полного затвердевания, обеспечивая припаивание «ушка» пластины к токоведущему «мостику». После охлаждения припоя визуально контролируют наличие коррозии на поверхности паяного соединения, а также определяют прочность паяного соединения под действием напряжения среза и наличие раковин в теле паяного соединения.

Полученные данные по визуальным и прочностным характеристикам применения флюсов приведены в табл.2.

На основании полученных данных можно утверждать, что по сравнению с известным предлагаемый флюс обладает пониженной коррозионной активностью при хорошей флюсующей способности и высокой скорости сушки «ушка» несущего токовода пластины, обусловленными оптимальным содержанием в нем кислот и спиртов.

Таблица 2
Номера примеровХарактеристики применения флюсов при обработке поверхности «ушка» несущего токовода и его последующей пайки
Визуальная оценка качества очистки поверхности «ушка» от окислов и загрязненийКоррозия соединения/Прочность пайки: Флюс для пайки аккумуляторовсреза, МПа (кгс/мм 2 )
1На всей поверхности следов загрязнений и оксидных пленок нетСледов коррозии нет/ 55-56 (5,5-5,6)
2По всей поверхности наблюдаются маленькие очаги окисных пленокИмеются следы раковин/ 48-49 (4,8-4,9)
3В нижней части поверхности есть очаги загрязнений и оксидовИмеются мелкие раковины/ 46-48 (4,6-4,8)
4На всей поверхности «ушка» следов загрязнений и оксидных пленок нетСледов коррозии нет/ 52-53 (5,2-5,3)
5Верх поверхности имеет следы коррозии, а нижняя ее часть — локальные очаги окисных пленок и загрязненийИмеются очаги мелких раковин/ 45-46 (4,5-4,6)
6На всей поверхности «ушка» следов загрязнений и оксидных пленок нетСледов коррозии нет/ 54-55 (5,4-5,5)
7Верх поверхности имеет следы загрязнений, а нижняя ее часть — существенные очаги загрязненийИмеются очаги мелких раковин/ 43-45 (4,3-4,5)
8Верх поверхности имеет значительные очаги коррозии, а к нижней ее части — прилипают оксиды, и загрязненияИмеются крупные раковины/ 42-43 (4,2-4,3)

Таким образом, предлагаемый флюс обладает низкой коррозионной активностью при хорошей флюсующей способности и высокой скорости сушки «ушка» несущего токовода пластины, обусловленными оптимальным содержанием в нем кислот и спиртов.

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при производстве свинцовых аккумуляторов.

Известен флюс для пайки электротехнических изделий, содержащий бромистоводородную кислоту, растворитель, характеризующийся тем, что для пайки свинцовых аккумуляторов он дополнительно содержит 30-40%-ный водный раствор гидразингидрата, поверхностно-активное вещество, а в качестве растворителя дистиллированную воду при следующем соотношении компонентов, мас.%: 30-40%-ный водный раствор гидразин-гидрата 17,63-19,77, бромистоводородную кислоту 20,75-23,5, поверхностно-активное вещество (ПАВ) 0,17-0,2, дистиллированную воду — остальное (заявка № 94038408/08, 11.10.1994, патент RU 2069135 С1, опубл. 20.11.199б). Флюс используется в электротехнической промышленности при производстве свинцовых аккумуляторов.

Недостатками известного флюса являются неоднородность объемной структуры флюса и значительная летучесть растворяющих компонентов состава при рабочей температуре процесса пайки и, как следствие, ухудшение снятия окисных пленок с паяемого изделия и коррозионное разрушение покрытой концентратом флюса поверхности «ушка» несущего токовода перед его погружением в расплавленный свинцово-сурьмянистый сплав и в процессе его охлаждения. Кроме того, в нижней части поверхности «ушка» в процессе пайки образуются оксиды и загрязнения, приводящие к снижению локальной плотности паяемого слоя и прочности паяемого соединения в целом.

Другим недостатком известного флюса является присутствие в рецептуре флюса воды, способствующей разбрызгиванию расплавленного металла припоя и образованию всевозможных раковин в теле токоведущего «мостика» блока пластин. Для устранения данного эффекта возникает необходимость использования дополнительной технологической операции принудительного обдува «ушка» несущего токовода горячим воздухом, что приводит к усложнению и удорожанию процесса. По этой причине после удаления из ванны «ушка» несущего токовода и сушки его поверхности преимущественно в нижней части поверхности «ушка» остаются оксиды и загрязнения, приводящие к снижению локальной плотности паяемого слоя и прочности паяемого соединения в целом.

Известен также флюс для пайки электродов аккумуляторов из свинцовых сплавов, содержащий бромистоводородную кислоту, характеризующийся тем, что он дополнительно содержит моноэтаноламин, изобутиловый спирт, изопропиловый спирт и ортофосфорную кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Моноэтаноламин1,0-6,0
Бромистоводородная кислота 40%-ная10,0-20,0
Изобутиловый спирт20,0-30,0
Изопропиловый спирт40,0-60,0
Ортофосфорная кислота1,0-5,0

(патент RU 2520871, опубл. 27.06.2014, заявка №2012142856/02, 08.01.2012, опубл. 20.04.2014).

По совокупности существенных признаков и достигаемому результату принимаем техническое решение по патенту 2520871 за прототип.

Недостатками прототипа являются повышенная летучесть рецептуры, связанная с присутствием в ее составе больших количеств 40,0-60,0% изопропилового спирта в качестве растворителя с низкой температурой кипения и, как следствие, едкий органический запах флюса. Повышенная летучесть рецептуры обусловливает большой расход флюса в процессе производства пайки и высокую себестоимость продукта.

Кроме того, при подобной летучести рецептуры неизбежным является проявление ее избыточной кислотности и значительных коррозионных свойств флюса.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в уменьшении летучести рецептуры за счет введения химически стабильных растворителей без запаха с более высокими температурами кипения и универсальной растворимостью.

Получен флюс с высокими флюсующими свойствами и низкой коррозионной активностью, предназначенный для пайки электродов (пластин) с отливкой перемычек в расплавленном свинцово-сурьмянистом сплаве. Этот флюс может использоваться без ограничений при производстве свинцовых аккумуляторов в технологии пайки ушек электродов в мостики блоков, по технологии COS (Cast-on-Strap — технология литья перемычек) и при любом составе свинцовых сплавов. Особенно рекомендуется для производства батарей резервного питания, EFB (Enhanced Flooded Battery — усовершенствованная батарея с жидким электролитом) и двойного назначения, для исключения заражения электролита компонентами флюса и снижения скорости саморазряда.

Технический результат достигается решением задачи по созданию флюса для пайки электродов аккумуляторов из свинцовых сплавов, содержащего бромистоводородную кислоту, моноэтаноламин, изопропиловый спирт, характеризующегося тем, что он дополнительно содержит N-Метил-2-пирролидон и адипиновую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%:

N-Метил-2-пирролидон35-54
Изопропиловый спирт5-9
Адипиновая кислота15-30
Бромистоводородная кислота 40%-ная10-25
Моноэтаноламин3-10

При создании предлагаемой выше рецептуры технический результат был достигнут за счет введения в состав компонентов, уменьшающих летучесть рецептуры и улучшающих ее флюсующие свойства.

Как известно, устойчивость процесса пайки обеспечивается активаторами — компонентами флюсов. Галогенсодержащий активатор рецептуры прототипа — бромистоводородная кислота, оказывая неоспоримо сильное флюсующее воздействие, при этом является сильным коррозионным агентом. Совместно с моноэтаноламином она образует гидробромидмоноэтаноламин — высокоактивную галоидную соль.

Введение в состав флюса дополнительного активатора — органической линейной дикарбоновой кислоты — адипиновой — призвано снизить коррозионную агрессивность композиции, при этом не только без ухудшения ее флюсующих свойств, а с получением эффекта их аддитивности. Органические соединения во флюсе хороши тем, что при взаимодействии с окислами металлов образуют комплексные соединения, способствуя лучшей очистке поверхности и растеканию припоя, а их избыток, не провзаимодействовавший с поверхностью металла, сгорает. Продуктами горения и разложения являются углекислый газ, азот и пары воды.

Адипиновая кислота в рецептуре заменила ортофосфорную кислоту прототипа, присутствие которой в составе новых компонентов по сравнению с прототипом способствовало обильному образованию поверхностных и внутренних пор в результате газообразования при испарении.

Дополнительный компонент рецептуры – метилпироллидон — использован в качестве растворителя, имеющего достаточно низкую температуру замерзания, а температура его кипения является оптимальной в верхней границе пайки, когда происходит разложение, как правило, уже всех активных компонентов флюса и до этого момента осуществляется эффективная защита зоны пайки от вторичного окисления и обеспечивается минимальный расход композиции. Использование метилпирролидона в этом качестве, по данным литературных источников и патентных материалов открытого доступа, неизвестно. Содержание метилпирролидона в смеси со вторым растворителем — изопропиловым спиртом, используемым для улучшения капиллярного смачивания, варьировалось в различных диапазонах для создания композиции с максимально однородной структурой. Содержание смеси растворителей в композиции в диапазоне 40-63% было выбрано по аналогии с содержанием растворителя изопропилового спирта в прототипе. При этом установленное предпочтительное соотношение первого и второго растворителей 7:1. Нижняя граница содержания метилпирролидона, составляющая 35 мас. %, соответствует переходу флюса в неоднородное состояние, верхняя граница, равная 54 мас.%, определяет минимально необходимую активность флюса.

Использование изопропилового спирта в количестве 5,0-9,0% стабилизирует объемную однородность флюса, способствуя лучшему поглощению и очистке поверхности «ушка» несущего токовода пластины от загрязнений и оксидной пленки. При содержании изопропилового спирта во флюсе меньше 5,0% флюс становится избыточно вязким, теряет свойства капиллярной смачиваемости и приобретает свойства неравномерного растекания по поверхности флюсуемого материала. Содержание изопропилового спирта во флюсе больше 9,0% нецелесообразно, так как дальнейшее увеличение концентрации этого компонента не улучшает однородность объемной структуры флюса, а только увеличивает испаряемость рецептуры и ведет к повышенному расходу материала.

Диапазоны содержания адипиновой кислоты с учетом изученных свойств ее растворимости в смеси метилпирролидон-изопропиловый спирт и сохранения стабильных свойств в рабочем диапазоне температур составляют 15-30 мас.%. При содержании адипиновой кислоты в рецептуре более 30% образуются ее насыщенные растворы и возможна нежелательная кристаллизация при низких температурах, усложняющая работу оборудования, а содержание ее во флюсе меньше 15,0% нецелесообразно, так как это неприемлемо ухудшает флюсующие свойства композиции, а их усиление в рецептуре за счет галоидного активатора нежелательно по причине его повышенной коррозионной агрессивности.

Читать также:  Как самому сделать лазерный гравер

Предпочтительное содержание бромистоводородной кислоты во флюсе определяется содержанием адипиновой и составляет соотношение 1:1,5, что соответствует в процентном выражении 10-25 мас.%. Моноэтаноламин в рецептуре является средним однокислотным основанием, а его содержание определяется стехиометрией реакции нейтрализации с кислотами-активаторами и устанавливается экспериментально на заключительном этапе приготовления путем доведения рН композиции до 3-3,5 ед. рН. В процентном выражении содержание моноэтаноламина в рецептуре соответствует 3-10 мас.%.

Предлагаемый флюс характеризуется следующими значениями показателей при н.у.: плотность — 0,90-1,20 г/см 3 , кинематическая вязкость — 10-30 м 2 /с; цветность — от светло-желтого до бесцветного; рН — 3,0-3,5.

В формулу этого флюса входят чистые органические вещества, которые при рабочих температурах пайки полностью разлагаются и улетучиваются. После сварки почти не остается никаких остаточных солей и соединений, способных вызвать местную коррозию при хранении незалитых аккумуляторов, при попадании которых в сернокислотный электролит аккумулятора возможно появление дополнительного ускоренного саморазряда. Его использование, при соблюдении простейших мер обращения, не связано с какими-либо дополнительными ограничениями.

Технические решения, совпадающие с существенными признаками изобретения, не выявлены, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «новизна».

Заявляемые существенные признаки изобретения, предопределяющие получение указанного технического результата, явным образом не следуют из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «изобретательский уровень».

Технический результат изобретения достигается в результате того, что в качестве активатора флюса применена адипиновая кислота, обеспечивающая высокую активность, а в качестве растворителя кислоты использован метилпирролидон, способствующий полному ее растворению и образованию однородной и устойчивой к расслоению смеси. Использование в рецептуре этого высококипящего растворителя позволило значительно снизить летучесть рецептуры и соответственно снизить себестоимость продукции за счет уменьшения расхода флюсующего материала.

Поскольку заявляемое изобретение обеспечивает технический результат, приводящий к повышению прочности пайки «ушка» несущего токовода пластины и токоведущего «мостика» свинцового аккумулятора и экономичности процесса пайки в целом за счет снижения локальной коррозии паяного соединения и уменьшения расхода флюса, то можно сделать вывод, что изобретение соответствует критерию «промышленная применимость».

Подтверждение возможности осуществления заявляемого изобретения изложены в нижеследующем подробном описании примера использования флюса при производстве свинцовых аккумуляторов.

Пример приготовления 1 кг флюса.

В емкость, содержащую 500 г метилпирролидона марки «Ч», добавляют при перемешивании 50 г изопропилового спирта марки «Ч». К смеси добавляют навеску 150 г адипиновой кислоты марки «Ч» и перемешивают при комнатной температуре до полного растворения кристаллов кислоты. В полученный раствор добавляют 250 г раствора 40%-ной бромистоводородной кислоты марки «Ч». При этом происходит изменение цвета композиции с полностью бесцветного до соломенно-желтого. Состав перемешивают и охлаждают до температуры около 30°C. На последнем этапе приготовления полученную смесь нейтрализуют моноэтаноламином марки «Ч». Процесс ведут при непрерывном помешивании до обесцвечивания раствора и изменения рН до 3,0-3,5 ед., осторожно приливая моноэтаноламин вблизи точки эквивалентности, соответствующей окончанию реакции нейтрализации. Точное количество моноэтаноламина устанавливается экспериментально, с учетом степени чистоты и плотности исходных реагентов. Взвешивание реагентов проводят на весах с погрешностью не более 0,1 г, при необходимости весовые количества переводят в объемные с учетом плотности применяемых исходных веществ.

В таблице 1 представлены 4 состава флюса в пределах заявленных соотношений компонентов, и два (5, 6) приготовленные за пределами заявленных соотношений компонентов, а также дана оценка основных характеристик флюса согласно разработанной системе балльных оценок по выбранным критериям качества.

Оценка качества составов флюса проводилась с использованием интегрированного коэффициента, по четырем критериям оценки, приведенным в таблице 2. Чем выше результат, тем выше значение коэффициента по каждому критерию. Итоговый коэффициент определяли как произведение промежуточных коэффициентов.

Все исследования проводили в условиях аккредитованной производственной лаборатории ЗАО «АКОМ».

Методика оценки флюса по первому критерию основана на проверке возможности флюса обеспечивать качество пайки в линии автомата COS при пайке ушек электродов в мостики блоков в условиях, максимально приближенных к производственным. Отличие состояло только в том, что флюс на ушки пластин наносился вручную с помощью щетки, далее запускался стандартный производственный автоматический цикл пайки.

Оценка качества проверялась как по внешнему виду мостика и менисков, загрязнению места пайки, наличию выходящих на поверхность пор, так и на разлом. На разломе определялось количество и размер пор, их расположение, торцевая коррозия ушка электрода и усилие на разлом по месту пайки. Суммарный результат оценивался по коэффициентам первого критерия как произведение промежуточных.

Тест на замораживание флюса проводили для оценки условий хранения флюса при транспортировке. Известно, что в холодное время года флюс имеет свойство кристаллизоваться, а кристаллы не расходятся даже при достижении температуры нормальных условий, или происходит стратификация плотности флюса по высоте емкости, что серьезно влияет на конечные результаты работы с таким флюсом.

Тесты оценки коррозии проводили при нормальных климатических условиях посредством воздействия рецептур флюса на стальные образцы в течение 1 суток с последующей оценкой площади поверхности образца, подвергшейся коррозии.

Испаряемость или расход флюса при 60°C (средняя температура, при которой флюс находится в лотках со щетками) оценивали по истечении суток. Этот важный технико-экономический показатель свидетельствует о способности флюса сохранять свой компонентный состав при рабочих температурах процесса производства.

На основании данных таблицы 1 можно утверждать, что по сравнению с прототипом предлагаемый флюс обладает пониженным расходом и коррозионной активностью при хорошей флюсующей способности, обусловленной оптимальным качественным и количественным содержанием активаторов и растворителей.

Полученная рецептура за счет низкой летучести обладает оптимальными экологическими параметрами в сочетании с высокими экономическими показателями расхода компонентов на производство единицы аккумуляторной продукции.

Экономический эффект изобретения также проявляется в снижении коррозионной агрессивности флюса, способной влиять на работоспособность оборудования и ускорять его износ. Отсутствие на поверхности коррозионно-активных продуктов взаимодействия флюса с окислами кроме того исключает необходимость применения дополнительных процедур промывки паяных конструкций и соответственно загрязнения сточных вод, что также характеризует экологичность рецептуры.

Флюс для пайки аккумуляторовВсем добра! Данный рейтинг содержит лучшие флюсы для пайки и составлен из личных предпочтений и отзывов мастеров по ремонту электроники. Многие читатели сейчас подумают — «Ну наконец-то! Мастер Пайки начал хоть что-то писать о паяльном деле!» и окажутся правы – за почти 4 года на блоге не было написано ни одной приличной статьи о процессе пайки, хотя название блога как бы обязывает. Признаю, каюсь, буду исправлять положение.

Планирую публиковать обзоры процессов пайки, инструментов пайки, паяльные видео и новые технологии в мире пайки. А сегодня приведу свой рейтинг 10 самых лучших флюсов для пайки. Данный рейтинг составлен, исходя из личных предпочтений и всяческих отзывов знакомых мастеров по ремонту электроники различного уровня и не претендует на исключительность. Поехали — флюсы для пайки.

Рейтинг самых популярных флюсов для пайки

1. Флюс Kingbo RMA-218

  • Отличная смачиваемость
  • Удобная консистенция
  • Почти не дымит
  • Выбор профессионалов
Флюс для пайки аккумуляторов
2. Флюс Amtech RMA-223

  • Паять хорошо и удобно
  • Часто попадаются подделки
Флюс для пайки аккумуляторов
3. Флюс-гель Rexant "BGA и SMD"

  • Аналог предыдущих флюсов в другой упаковке
  • Адаптирован для пайки BGA
Флюс для пайки аккумуляторов

Что мы должны знать о флюсе?

Флюс предназначен для повышения качества процесса спаивания припоем двух металлических поверхностей и при нагревании очищает поверхности от оксидных и жирных пленок. Хороший флюс должен иметь низкую температуру плавления и малый удельный вес. Перед моментом плавления припоя он должен успеть растворить окислы и не проникать вглубь паяного соединения в процессе пайки. Флюс должен хорошо растекаться и смачивать поверхность припоя и металла в месте пайки.

Самые лучшие флюсы для пайки не выгорают и при нагреве мало испаряются. А продукты разложения и окислы легко удаляются растворителями. Даже если остатки не удалены, то они не вызывают коррозии. Как мы знаем, флюсы для пайки бывают активные (кислотные) и нейтральные (некислотные). Активный флюс обычно активно взаимодействует с широким спектром растворяемых жиров и оксидных пленок. При этом могут выделяться продукты взаимодействия, не слишком полезные для нашего драгоценного здоровья.

Нейтральные флюсы более безопасные в этом плане, но их волшебные свойства подготовки паяемых поверхностей не такие яркие. Какие бывают флюсы можно посмотреть в ГОСТ 19250-73 «Флюсы паяльные. Классификация». В общем, тут как и с любым профессиональным инструментом – каждый нужен для определенного набора действий. Начну рейтинг лучших флюсов по Мастеру Пайки с сортировкой по популярности у ремонтников электронной техники.

10. Флюс своими руками

Флюс для пайки аккумуляторов
На десятом месте экстремальные варианты флюса, сделанные своими руками – раствор таблетки аспирина в одеколоне, салициловый спирт, электролит со старой солевой (нещелочной) батарейки, фруктовый сок, оливковое масло, нашатырь с глицерином и т.д. Такие флюсы для пайки применяются редко, но знать о них нужно. На случай, если окажетесь в глухой деревне только с паяльником в кармане.

Что паять: железо, нержавейка, медь, бронза, цинк, нихром, серебро, никель.

Чем смывать: без понятия чем смывать одеколон, замешанный с фруктовым соком, политым оливковым маслом – наверное, легче выжечь все остатки ацетиленовой горелкой.

9. Паяльная кислота

Флюс для пайки аккумуляторов
На девятом месте ортофосфорная и паяльная кислота, которая просто разъедает любые жировые пленки на поверхности металла и поэтому обеспечивает прекрасную паяемость очищенных поверхностей. Воняет и отравляет молодой организм при нагреве просто жуть. Так что нужно проветривать помещение, а еще лучше паять на свежем воздухе. В этом случае отравление парами кислоты сведется к минимуму.

паяет быстро и почти все, можно сначала нанести кислоту на соединение, а потом уже паять, стоит ну очень дешево от 30 руб. за 10 мл.

этот флюс очень токсичен от слова ядовит при попадании на кожу и, особенно, на слизистые оболочки вплоть до разъедания, кислота все-таки. Им нельзя паять платы, потому как кислота, даже в небольших количествах оставшаяся на тонких медных дорожках, их разъест.

Что паять: медь, серебро, сталь, никель, чугун, бронза, латунь.

Чем смывать: растворителем, бензином, спиртом.

8. Бура для пайки

Флюс для пайки аккумуляторов
На восьмом месте расположилась Бура, она же тетраборат натрия, представляет собой соль борной кислоты в виде белого порошка . Буру часто смешивают с борной кислотой и водой, чтобы получить жидкий активный флюс.

применяется при высокой температуре 700 — 900 градусов, то есть можно паять горелкой.

этот активный флюс нужно смывать обязательно.

Что паять: золото, серебро, медь, латунь, чугун, сталь.

Чем смывать: удалять механически или же так: борный флюс смывается лимонной кислотой — лимонная кислота смывается водой — воду хорошо вымывает спирт.

7. Паяльный жир

Флюс для пайки аккумуляторов
На седьмом месте расплылся паяльный жир, он бывает активный и нейтральный, состав: канифоль, вазелин, парафин или стеарин, хлорид цинка, деионизованная вода и хлорид аммония. Вся эта ядреная смесь очень хорошо справляется с сильно-загрязненными поверхностями металла. Как раз для этого и нужен парафин. Он как бы приподнимает всю грязь наверх, подальше от эпицентра пайки.

испаряется медленно с жала паяльника, оставляет мало нагара, очень дешев (от 50 руб. за баночку 20 г.).

твердую консистенцию сложно наносить, остатки при нагреве работающей платы растекаются и долго испаряются.

Что паять: я бы рекомендовал паять жиром толстенные окисленные провода и небольшие металлические детали, я даже паял автомобильный радиатор этим чудо-жиром.

Чем смывать: смывается лучше всего растворителем или бензином, спирт плохо берет.

6. Флюсы ЛТИ, ТАГС, ЗИЛ и другие

Флюс для пайки аккумуляторов
На шестом месте расположились флюсы для пайки различной направленности с плавающей популярностью: ЛТИ (с индексами 1, 2, 3, 120 включают в себя воду, спирт, канифоль, аммиак, хлористый цинк, нашатырь, солянокислый анилин, триэтоланилин), ТАГС (глицерин, анилиновый активатор), ЗИЛ (с индексами 1, 2, 4 изготавливаются на основе хлоридов цинка, аммония, железа, соляной кислоты и воды), флюс-гель ТТ (обязательно смываемый флюс с индикацией активных остатков состоит из вазелина, эмульгатора, тетраэтиленгликоля и КРС-78), Ф-38Н (ортофосфорная кислота, диэтоламин солянокислый), ФКДТ (канифоль, спирт, мой любимый димэтилалкилбензиламмонийхлорид и трибутилфосфат), Kester 959t (разработан для пайки волной припоя без образования шариков).

Далее ФИМ (вода, спирт, ортофосфорная кислота), ЛК-2 (спирт, канифоль, хлориды аммония и цинка), ПВ (с индексами 200, 201, 284 и 209 на основе кислот применяется для высокотемпературной пайки), ФП 1 и 2 (вазелин, хлористый цинк, канифоль, нашатырь), КЭЦ (спирт, канифоль, хлористый цинк), флюс-паста ВТС (спирт, вазелин, салициловая кислота, триэтаноламин), ГК (спирт с глицерином и канифолью), КЗ (спирт с канифолью), Прима-1 (вода, спирт, глицерин, хлористый цинк).

Наиболее интересным мне показался флюс-гель Rexant «BGA и SMD» по сходной цене в 5$.

большое разнообразие и доступность по низкой цене.

большинство этих флюсов активные, так что требуют отмывки и проветривания рабочего места.

Что паять: железо, нержавейка, медь, бронза, цинк, нихром, серебро, никель, чугун.

Чем смывать: большинство из указанных флюсов смываются спирт, растворитель, ацетон, бензин и даже водой.

5. Живичная канифоль

Флюс для пайки аккумуляторов

На пятом месте самый популярный флюс всех времен и народов, муза музыкантов, дар природы, ее величество канифоль. Канифоль бывает живичная (из живицы хвойных пород деревьев, почти не имеет жирных кислот), экстракционная (экстрагирование бензином хвойных опилок, содержит больше жирных кислот, чем живичная) и таловая (остатки после сульфатоцеллюлозного производства мыла).

В магазинах в баночках продается «канифоль сосновая». Обычно это та самая живичная канифоль с минимальным содержанием жирных кислот. Чем светлее тем меньше жирных кислот. А значит, такая канифоль даже если останется после пайки на контактах, не будет их разъедать.

Обычно канифоль не гигроскопична – не поглощает влагу, но поглощает кислород. Так что остатки жирных кислот в некачественной канифоли могут быть опасны для паяных контактов. Поэтому канифоль лучше все-таки отмывать после пайки ответственных соединений.

Бывает также жидкая канифоль (уже разведенная в спирте) и канифоль-гель (канифольная крошка, замешанная с растворителем), которые удобно наносить перед процессом пайки.

самый доступный и популярный неактивный флюс, в уличных соединениях можно не смывать, хорошо пахнет при нагревании.

если качество канифоли низкое, будет выделяться много дыма при пайке, чаще всего приходится отмывать, твердую канифоль неудобно наносить на контакты – приходится сначала плавить ее паяльником и скорее, пока она не выкипела, нести жало к месту пайки.

Что паять: медные провода, контакты микросхем и радиоэлементов, золото, серебро, латунь, цинк. Удавалось паять даже алюминий, замешав много канифоли с металлической пылью.

Чем смывать: спирт, спирто-бензиновая смесь, бензин, растворители.

4. Спирто-канифольный флюс

Флюс для пайки аккумуляторов

На четвертом месте многими любимый спирто-канифольный флюс СКФ или ФКСп (флюс паяльный спирто-канифольный). Он состоит на 60-80 % из спирта и на 20-40 % из канифоли. Такую смесь можно приготовить дома своими руками. Например многие просто крошат канифоль в спирт в соотношении примерно 1 к 3. Удобно применять в шприце с иголкой. Но при хранении в неплотно закрытом шприце начинает подсыхать на иголке и перестает течь.

доступный и популярный неактивный флюс, удобно наносить, дымит не сильно.

при нагреве, спирт начинает бурно испаряться и шипеть.

Что паять: медные провода, позолоченные и посеребренные контакты микросхем и радиоэлементов, латунь, цинк.

Чем смывать: спирт, растворители, бензин, спирто-бензиновая смесь.

Итак мы подобрались к Топ 3 лучших флюсов для пайки. На призовых местах я расположил профессиональные флюсы, которые в обычной жизни могут и не пригодиться. А вот в ремесле – очень нужны.

Флюсы Amtech RMA-223 и Kingbo RMA-218

Флюс для пайки аккумуляторов

Третье бронзовое место занимает Amtech RMA-223 — представляет собой гелевый флюс – смесь измельченной канифоли и растворителя.

Также в составе подозреваю, могут быть активаторы и отдушка. RMA-223 очень часто подделывают – самый главный признак подделки – на наклейке надпись мелким шрифтом «Coliformia» вместо «California», однако как ни странно, китайский подделанный флюс весьма хорош в эксплуатации, а многие сервисы только на нем и сидят. Хотя мастера с mysku не советуют уже брать на али этот флюс, а лучше взять аналог Kingbo RMA-218 .

удобно наносить гель, хорошая паяемость, можно не отмывать, подделка дешево стоит (около 200 руб.), а паяется с ней весьма неплохо и пахнет парфюмом.

часто подделывают, дымит из-за наличия канифоли, подделку нужно смывать.

Что паять: контакты микросхем и SMD компонентов, выводные радиоэлементы.

Чем смывать: спирт, растворитель, оригинал можно не смывать, подделку смывать обязательно.

Флюс EFD NC-D500 6-412-A Flux-Plus

Флюс для пайки аккумуляторов

На втором месте с серебряной медалью американский флюс EFD NC-D500 6-412-A Flux-Plus. Он представляет собой гелевый флюс, который содержит канифоль, растворитель и немного активатора. Многие мастера считают его самым лучшим флюсом из доступных. После пайки остается прозрачный твердый налет, который можно не отмывать.

можно не отмывать, мало дыма, прекрасная паяемость, легко наносить, особенно с пистолетом-дозатором.

дорогой (тюбик 10 г может стоить 1500 руб.), вонючий, попадаются подделки.

Что паять: SMD и BGA компоненты, можно конечно и провода, но дорого.

Чем смывать: не требуется, но если хочется, то фирменный аэрозоль Flux OFF, спирт, растворители.

Флюсы Interflux 2005 и 8300

Флюс для пайки аккумуляторов

Золотую медаль и первое место рейтинга завоевали флюсы компании Interflux. Они в России считаются самыми продвинутыми. Большой ассортимент флюсов для свинцовой и безсвинцовой пайки вкупе с хорошими эксплуатационными характеристиками по праву ставит флюсы этой компании на первое место.

Посоветовать могу безканифольную серию Interflux 2005 для ответственных работ с корпусами BGA и 8300 для работ с остальными компонентами.

прекрасные эксплуатационные свойства, паяемость, широкий выбор флюсов с разной текучестью и вязкостью.

цена является ограничивающим фактором, например тюбик 30 г может стоить от 2000 руб.

Что паять: в основном ответственная безсвинцовая и свинцовая пайка.

Чем смывать: большинство можно не смывать, спирт, растворитель, есть фирменный растворитель T2005M.

На этом Топ 10 самых лучших флюсов для пайки считаю завершенным. Конечно существует куча других флюсов, в том числе хороших китайских и топовых немецких и японских. Но я ими не пользовался, поэтому рассказать о них адекватно не могу.

Если Вы, уважаемые читатели, пользуетесь каким-либо другим флюсом и считаете его лучшим в мире, то обязательно напишите мне о нем в комментариях. Возможно, он появится в рейтинге после тестирования.

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *